理想气体混合物状态方程课件.ppt

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1、物理化学电子教案—第一章气体2021/7/27第一章气体§1.1气体分子动理论§1.2摩尔气体常数（R）§1.3理想气体的状态图§1.4分子运动的速率分布§1.5分子平动能的分布§1.6气体分子在重力场中的分布§1.7分子的碰撞频率与平均自由程§1.8实际气体§1.9气体间的转变—实际气体的等温线和液化过程§1.10压缩因子图--实际气体的有关计算§1.11分子间的相互作用力*2021/7/27§1.1气体分子动理论一气体分子动理论的基本公式二理想气体状态方程三理想气体模型四理想气体混合物五分子平均平动能与温度的关系2021/7/

2、271气体分子动理论的基本公式气体分子运动的微观模型（1）气体是大量分子的集合体。相对于分子与分子间的距离以及整个容器的体积来说，气体分子本身的体积很小，可以忽略不计，常将气体分子当作质点来处理。（2）气体分子不断地做无规则的运动，均匀分布于整个容器中。（3）分子彼此的碰撞以及分子与器壁的碰撞是完全弹性的（碰撞前后总动量不损失）。2021/7/271气体分子动理论的基本公式气体分子动理论的基本公式利用统计平均的方法，求出体积为V分子数为N的气体系统的总动量。则可得出气体分子动理论的基本公式式中，m是一个分子的质量，u为均方根速率。

3、n为单位体积内的分子数。2021/7/272理想气体状态方程17～19世纪三个著名的低压气体经验定律：波义尔定律(R.Boyle,1662):pV=常数(T,n一定)盖.吕萨克定律(J.Gay-Lussac,1808)：V/T＝常数(n,p一定)阿伏加德罗定律（A.Avogadro,1811)V/n＝常数(T,p一定)气体分子运动公式可以对几个经验定律作出解释。反过来也证明了气体分子运动基本公式的正确性。2021/7/272理想气体状态方程将以上三式归纳整理，得到理想气体状态方程：pV=nRT单位：pPaRJmol-1K-

4、1nmolTKVm32021/7/272理想气体状态方程由三个经验定律导出理想气体状态方程的过程：设V=V(T，p，n)则有由盖.吕萨克定律由波义尔定律由阿伏加德罗定律2021/7/272理想气体状态方程代入得整理得或写成积分C是积分常数，通常用R表示，去掉对数得2021/7/272理想气体状态方程以此可相互计算p,V,T,n,m,M,(=m/V)理想气体状态方程也可写为：2021/7/273理想气体模型1理想气体定义：任何温度、压力下均服从理想气体状态方程的气体，称为理想气体。2理想气体的特征(或条件)：⑴分子本身无体积

5、：⑵分子间无相互作用力：意味着：分子是质点(有质量无体积)，若p→∞，则Vm→0。由p=nRT/V，温度恒定时，p∝n/V，与分子间距离无关，所以分子间无相互作用力。2021/7/273理想气体模型3理想气体微观模型：理想气体是一种分子本身没有体积，分子间无相互作用力的气体。理想气体是一个理想模型，在客观上是不存在的，它只是真实气体在p→0时的极限情况。4建立理想气体模型的意义：⑴建立了一种简化的模型：理想气体不考虑气体的体积及相互作用力，使问题大大简化，为研究实际气体奠定了基础。⑵低压下的实际气体可近似按理想气体对待。2021/

6、7/274理想气体混合物（1）混合物的组成（2）理想气体混合物状态方程（3）道尔顿定律（4）阿马加定律2021/7/27（1）混合物的组成a摩尔分数x或y：b质量分数显然或c体积分数2021/7/27（2）理想气体混合物状态方程理想气体混合物状态方程为：2021/7/27（3）道尔顿定律与分压力⑴道尔顿定律：混合气体的总压力等于各组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下所产生压力的总和。见下页图适用于理想气体和低压气体。2021/7/27道尔顿定律示意图△○△△○○△○△○△○△○△○△○△○△：组分A○：组分B△△△△△△△△△

7、△2021/7/27（3）道尔顿定律与分压力它适用于理想气体、低压气体及非理想气体。⑵分压力在总压为p的混合气体中，任一组分B的分压力pB是它的摩尔分数yB与混合气体总压力p的乘积。⑶道尔顿定律与分压力的比较2021/7/27（3）道尔顿定律与分压力此时，分压力与道尔顿定律相同，均可适用。①　对理想气体或低压气体：②对非理想气体：∴对非理想气体道尔顿定律不再适用，而分压力可适用。此时分压力可通过实验测定或计算。2021/7/27（3）道尔顿定律与分压力例：某温度下初始0T时刻2021/7/27（4）阿马格分体积定律阿马格定律：理想

8、气体混合物的总体积V等于各组分分体积之和。即：为理想气体混合物中任一组分B的分体积，即纯B单独存在于混合气体的温度、总压力条件下所占有的体积。其数学式：综合道尔顿定律和阿马加定律可得：2021/7/275分子平均平动能与温度的关系由和得对1mol气