华东理工物理化学第一章3

1、华东理工大学East China University of Science And Technology 1-3 流体的状态图，气液相变流体的状态图，气液相变和临界现象和临界现象 物质的物质的pVT 关系关系和相变现象和相变现象一、状态图一、状态图 当当n一定时，将一定时，将pVT关系在以关系在以p，V，T为坐标的空间中表示，为坐标的空间中表示，呈现为曲面，面上不同的点表示不同的平衡状态，它称为呈现为曲面，面上不同的点表示不同的平衡状态，它称为pVT状状态图。态图。1、理想气体理想气体 微观特征：微观特征：（1）分子无体积）分子无体积 （2）分子间无相互作用）分子间无相互作用 宏观特征：宏观

2、特征： 理想气体的状态方程理想气体的状态方程 pV=nRT p-完全弹性碰撞，完全弹性碰撞， V自由运动空间自由运动空间理想气体的状态图、恒温线、恒压线理想气体的状态图、恒温线、恒压线pV = nRT恒温面恒温面恒压面恒压面恒温线恒温线恒压线恒压线理想气体理想气体p-V图和图和V-T图图 T1 T2 T3 p1 p 2 p 3实际流体的实际流体的pVT状态图和状态图和pV图图2 、实际流体、实际流体流体流体pV图恒温线上的水平线段是图恒温线上的水平线段是存在气液相变存在气液相变的的特征特征id.gTc=304.21K ( t=31.06)气液相变气液相变气液相平衡气液相平衡（气液共存）（气液共

3、存）气体凝结趋势与液体挥发趋气体凝结趋势与液体挥发趋势相当，如水平线段势相当，如水平线段 ijki 饱和蒸气饱和蒸气k 饱和液体饱和液体液体的饱和蒸气压液体的饱和蒸气压 p*饱饱和蒸气的压力，如和蒸气的压力，如 pijk270K, 3.204MPa突变过程突变过程沸点沸点 Tb饱和蒸气压饱和蒸气压等于外压等于外压时的温度。时的温度。正常沸点正常沸点101325Pa（1atm）下的沸点。下的沸点。饱和蒸气与饱和液体性质随温度变化，双节线饱和蒸气与饱和液体性质随温度变化，双节线双节线双节线气液共存区气液共存区的边界线的边界线 kci饱和液体线饱和液体线ckp*V m(l) 饱和蒸气线饱和蒸气线ci

4、 p*V m(g)线段逐渐缩短，线段逐渐缩短，V m(l)与与V m(g)愈来愈接近，表示愈来愈接近，表示液体与气体的差别愈来愈小。液体与气体的差别愈来愈小。随着温度升高，水平随着温度升高，水平临界点临界点 00c22c TTVpVp临界点临界点超临界流体超临界流体临界温度临界温度 Tc临界压力临界压力 pc临界体积临界体积 Vc气体液化的必要条件：气体液化的必要条件： T1低温时低温时 p 10 ZpZTZp等温线等温线压缩因子图压缩因子图TB=322K 110010 ZZpZpZZpZTTT波义耳温度波义耳温度TB ：00,B pTpZTB=322K波义耳定律波义耳定律波义耳温度：波义耳温

5、度：CpVppVpRTpVpZpTpTpT m0,m0,m0,0)(0)(0BBB0, pTpZ波义耳温度是物质的一个特性波义耳温度是物质的一个特性Z 大，难压缩；大，难压缩；Z 小，易压缩小，易压缩波义耳温度高，气体易液化波义耳温度高，气体易液化不同气体的不同气体的Z-p等温线等温线问题：问题： （1）凡是）凡是Z1的气体都是理想气体。的气体都是理想气体。 （对，错）（对，错） （2）N2, H2, CH4, CO2 的的TB，何者大于，何者大于0，小于，小于0。 （3）理想气体的）理想气体的Z-p恒温线？恒温线？（1）错）错（2）N2, CH4, CO2 的的TB大于大于0， H2小于小于0 H2O NH3 N2 H2沸点（