第一章-气体的pVT性质.ppt

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1、第一章气体的pVT关系§1.1理想气体的状态方程§1.2理想气体混合物§1.3气体的液化及临界参数§1.5对应状态原理及普遍化压缩因子图§1.4真实气体的状态方程2021/7/28气体状态研究模型波义尔定律：pV=常数（n,T一定）盖·吕萨克定律：V/T=常数（n,p一定）阿伏伽德罗定律：V/n=常数（T,p一定）三个经验定律§1.1理想气体的状态方程密闭容器中封闭一定量的气体2021/7/28§1.1理想气体的状态方程pV=nRT1.理想气体的状态方程若n=1，也可以写为：pVm=RT显然有：Vm=V/n2021/7/28§1.1理想气体的状态方程{R}=

2、8.315其中……摩尔气体常数2021/7/28§1.1理想气体的状态方程理想气体的定义及方程的用途定义：在任意温度和压力下都严格服从理想气体状态方程的气体用途：对于一定量的理想气体，pVT中有一个不独立。所以p可简述为：将物质的量为n的理想气体置于一个温度为T体积为V的容器中，气体所具有的压力。2021/7/281.计算p，V，T，n四个物理量之一pV=nRT2.气体摩尔质量的计算3.气体密度的计算适用范围：温度不太低，压力不太高的真实气体§1.1理想气体的状态方程2021/7/28例:为了行车的安全，可在汽车中装备上空气袋，防止碰撞时司机受到伤害。这种空

3、气袋是用氮气充胀起来的，所用的氮气是由叠氮化钠与三氧化二铁在火花的引发下反应生成的。总反应是：在25℃。748mmHg下，要产生75.0L的N2，计算需要叠氮化钠的质量。§1.1理想气体的状态方程6NaN3+Fe2O3(s)3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)2021/7/28解：6NaN3+Fe2O3(s)3Na2O(s)+2Fe(s)+9N2(g)69§1.1理想气体的状态方程对于N2，已知其p、V、T求物质的量nn=pV/RT根据反应式求出：所需NaN3的物质的量及质量……2021/7/28真实气体微观模型：分子间有相互作用分子本身有体

4、积§1.1理想气体的状态方程2.理想气体的模型不可无限压缩2021/7/28§1.1理想气体的状态方程理想气体微观模型：分子为一理想质点分子间无相互作用分子本身无体积×××××××××可无限压缩××××2021/7/28§1.1理想气体的状态方程可以看出：理想气体是真实气体在p→0情况下的极限状态。真实气体并不严格符合理想气体状态方程，真实气体的摩尔气体常量R并不为常数。真实气体只在温度不太低、压力不太高的情况下近似符合理想气体状态方程。2021/7/28§1.1理想气体的状态方程由于压力趋于零的实验条件不易达到，所以，R值的确定实际是采用外推法求得的首先，

5、测量恒温下气体的pVm~p图，外推至p→0，再由pVm＝RT求出R值。204060801001.04.03.53.02.52.01.54.5P/MPa300K下He、N2、CH4的PVm→P等温线图pVm/KJ/molHeN2CH42021/7/28§1.2理想气体混合物实际生产中常常涉及的是多种组分的混合状态，如氨气生产过程：3H2+N22NH32021/7/28§1.2理想气体混合物用质量分数表示:1.混合物组成表示：用物质量的分数表示:(x表示液体，y表示气体）对于物质B显然2021/7/28§1.2理想气体混合物用体积分数表示:显然2021/7/2

6、8§1.2理想气体混合物2.理气状态方程对理气混合物的应用为混合物的平均摩尔质量m为混合物的总重量，2021/7/28§1.2理想气体混合物2021/7/281)分压力(分压)§1.2理想气体混合物3.道尔顿定律（分压定律）各组份气体对总压力的贡献即为该气体的分压混合气体的总压是各组分分压之和：p=pB如：两种气体混合p=pA+pB2021/7/28分压定律是理想气体的必然规律。§1.2理想气体混合物在理想气体混合物中，任意组分气体的分压等于同温下该气体在容器中单独存在时的压力。混合气体的总压力等于各组分气体单独存在于混合气体的温度T、体积V条件下所产生压

7、力的总和。2021/7/28压力分数混合气体中某组分i的分压与总压之比称该组分i的压力分数。即压力分数等于该组分i的摩尔分数。§1.2理想气体混合物2021/7/28例：某容器中含有NH3、O2、N2等气体的混合物。经分析知道，其中n(NH3)=0.320mol，n(O2)=0.180mol，n(N2)=0.700mol。混合气体的总压p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。§1.2理想气体混合物解：n=n(NH3)+n(O2)+n(N2)=1.200molpB=yBp=(nB/n)p2021/7/28例：25C时被水蒸气饱和了的氢气，经冷凝器冷却至

8、10C以除去其中大部分的水蒸气。冷凝器的操作压力恒