理科物理化学章气体-ppt课件

1、第一章 气体 第一章 气体1.1 气体分子动实际自学1.2 摩尔气体常数R1.3 理想气体的形状图1.4 分子运动的速率分布自学1.5 分子平动能的分布自学1.6 气体分子在重力场中的分布自学1.7 分子的碰撞频率与平均自在程自学1.8 实践气体1.9 气液间的转变1.10 紧缩因子图*1.11 分子间的相互作用力自学1.1 气体分子动实际1.理想气体的形状方程pVnRTp是压力，单位为 PaV是体积，单位为 3mn是物质的量，单位为 molR是摩尔气体常数，等于 118.3145 J molKT是热力学温度，单位为 K ( /273.15)KTt续2. 理想气体的定义及微观模型定义： 在任何

2、温度、压力下均服从理想气体形状方程的气体。微观模型： 1)分子之间无相互作用力。2)分子本身不占有体积。续续 3.Dalton道尔顿分压定律 即：混合气体总压P为各组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下产生压力 PB 的总和。 对于理想气体： 总压 Pna+nb+nc+ na+nb + nc+ nB 即 P PB 分压力 PB= y B P 对理想气体 PB nB RT/V续续4.Amagat(阿马格)分体积定律混合气体中任一组分B的分体积VB ：是所含 nB 的 B 单独存在于混合气体的温度、总压力条件下占有的体积。阿马格定律：混合气体的总体积等于各组分的分体积的总和。 即 V = VB

3、. 分体积 VB = yB V 对理想气体 VB= nB R T /P 对真实气体不适用。1.2 摩尔气体常数R102030405024688.3145R 理想气体2(410K)T3(531K)T/(100 kPa)pm11/J molKpVT1(333K)T图1.4(a)1.2 摩尔气体常数R102030405024688.3145R 理想气体/(100 kPa)pm11/J molKpVT图1.4(b)CON2H22O1.3 理想气体的形状图 在p，V，T的立体图上TVp等压线等温线 一切可作为理想气体的都会出如今这曲面上，并满足1 12212pVp VTT 这理想气体的形状图也称为相图。

4、1.8 实践气体实践气体的行为van der Waals 方程式其他形状方程式小问题小问题 以下什么情况下，实践气体更接近于理想以下什么情况下，实践气体更接近于理想气体？气体？ A. 低温高压低温高压 B. 低压高温低压高温 C. 高温高压高温高压 D. 低压低温低压低温实践气体的行为mpVpVRTnRTZ紧缩因子的定义m1pVRTZ理想气体1Z实践气体mpVRT1Z mpVRT低温时，压力又比较低，忽略分子的体积(含b项)mmapVRTVmpVRTmpV求Boyle 温度m2m()()apVbRTVmmmmRTVapVVbVmmmm,0T pTTpVpVVpVpmm22mmm0()TRTRT

5、VaVVbVbpV 2mBma VbRTbVmm1VbVBaTRb其他形状方程( , , , )0f T V p n 气体形状方程通式(1) ( , , )pf T V n常见气体形状方程(2) ( , , )Vf T p n2(3) pVABpCpVirial型2BCpVAVV显压型2mmRTapVbV显容型1nRTAVbpR T 式中A，B，C , 称为第一、第二、第三Virial系数 ,A B C 1.9 气液间的转变实践气体的等温线和液化过程van der Waals 方程式的等温线气体与液体的等温线对比形状与对比形状定律CO2的pVT图，即CO2的等温线khfgidba48.121.

6、513.135.532.5408012016020024028033/10 dmV40501001101206070809031.130.98气体与液体的等温线1.9 1.9 气液间的转变气液间的转变实践气体的等温线和实践气体的等温线和液化过程液化过程气体与液体的等温线CO2的pVT图，又称为CO2的等温线1图中在低温时，例如21.5的等温线，曲线分为三段2当温度升到30.98时，等温线的程度部分缩成一点，出现拐点，称为临界点。在这温度以上无论加多大压力，气体均不能液化。3在临界点以上，是气态的等温线，在高温或低压下，气体接近于理想气体。van der Waals 方程式的等温线EFGHabc

7、d(4)o415 Ct o30 Cct (2)o240 Ct (1)o150 Ct (3)o325 Ct 3/cmV50100150200250300556065707580859095BAvan der Waals 方程式的等温线m2m()()apVbRTV32mmm()0RTaabVVbVppp1。曲线1在临界点以上，有一个实根两个虚根2。曲线2在临界点，有三个相等的实根3。曲线3在临界点以下，有三个数值不同的实根，如b，c，d 点 处于F点的过饱和蒸气很不稳定，易凝结成液体，回到气-液平衡的形状。van der Waals 方程式的等温线c0TpV2mmRTapVbV临界点是极大点、极小

8、点和转机点三点合一，有：c220TpVcc23mmm20()TRTpaVVbVc2c234mmm260()TRTpaVVbVm,c3Vbc827aTRbc227apbcm,cc83p VRTvan der Waals 方程式的等温线m,c3Vbc827aTRbc227apbcm,cc83p VRT22cc2764R Tapcc8RTbpccm,c82.6673RTp V对比形状和对比形状定律cm,cc83p VRT22cc2764R Tapcc8RTbpm2m()()apVbRTV代入2cm,cm,ccm,cm2mc38 33p VVp VpVTVT2m,cm2cmm,cc318 33VpVTpVVT对比形状和对比形状定律定义：2m,cm2cmm,cc318 33VpVTpVVTcppmm,c VVc TT代入上式，得van der Waals 对比形状方程23318 1.10 1.10 紧缩因子图紧缩因子图实践气体的有关计算实践气体的有关计算对于理想气体，任何温度、压力下mpVZRTmpVZRT1Z 对于非理想气体1Z 1Z 表示实践气体不易紧缩1Z 表示实践气体极容易紧缩Z 被称为紧缩因子， Z