环境物理化学第一章流体性质

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环境物理化学叶兴南Tel:22526Email:物理化学，难因为它博大精深钱永键李远哲范霍夫埃特尔Arrhenius奥斯特瓦尔德Gerhard

Ertl20世纪颁发的92次诺贝尔化学奖，一半以上授予物理化学家20世纪颁发的92次诺贝尔化学奖，一半以上授予物理化学家物理化学家M.Molina

揭示南极臭氧空洞形成机制物理化学家M.Molina

揭示南极臭氧空洞形成机制TAMU大气科学系张人一教授在JPC发表文章1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.The

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2005

109(35),

7915-7922物理化学与环境科学的关系大气科学：大气中含有多种气态污染物和颗粒物，气固转化的方向？与温度、压力和光照以及污染物浓度等对气固转化方向的影响，大气反应的速率等都是借助物理化学知识才能研究和解决的，大气中的颗粒物在什么湿度下会发生潮解？潮解后对气态污染物的大气转化机制（云中反应和摩擦层反应比例）有多大影响？对气候、能见度有多大影响。毫不客气的说，全世界的大气化学家都有物理化学背景。作业：我系从事环境科学研究的老师中哪些具有物理化学背景物理化学与环境科学的关系环境工程：江河湖等大型水体的自净化能力涉及到水体的氧化还原电位，挥发作用、水解作用以及净化速率，这些都是物理化学知识。在建设污水处理厂时，也是很多地方需要物理化学的。我们选用的教材实际上就是写给环境工程专业的。第一章 流体性质理想气体的状态方程pV=nRTp：气体的压力（Pa）（注：物理化学中的压力为普通物理学的压强）V：气体的体积（m3）

n：气体的摩尔数(mol)

T：气体的开尔文温度（K）(T=273+t/

C)R：气体常数（8.314

J

mol-1K-1）习惯用法：p: kPa,V:

dm3理想气体的状态方程pV=nRT推论1：在没有化学变化的封闭体系中p1V1

=

p2V2T1

T2推论２：在没有化学变化的敞开体系中p1V1

=

p2V2

+

p3V3T1

T2

T3理想气体的状态方程pV=nRT的形式变换：p=cRT, c为气体的体积摩尔浓度（mol/m3）pVm=RT,

Vm为气体的摩尔体积(m3/mol)pV=(m/M)RT,

M为气体的摩尔质量(kg/mol)pM=rRT,

r为气体的密度(kg/m3)思考计算一瓶A能充气多少瓶B?A10

dm3,10130

kPaB0.4

dm32026

kPa道尔顿和阿马格定律道尔顿分压定律压力为p体积为V的混合气体，可认为各种气体的体积都为V,各种气体的分压力分别为p1,p2,…pip=p1+p2+…pipi=p yi,yi为混合气体中i组分的摩尔分数=intotal

nini

niyi

=3.

piV=niRTpA

=

nA

=

yApB

nB

yB道尔顿和阿马格定律阿马格分体积定律压力为p体积为V的混合气体，可认为各种气体产生的压力都为p,

分体积分别为V1,V2,…ViV=V1+V2+…ViVi=V yi,yi为混合气体中i组分的摩尔分数pVi=niRTVA

=

nA

=

yAVB

nB

yB思考现将25C,RH为80%的潮湿空气经干燥管脱水备用，若脱水后的RH为5%，则每摩尔湿空气需脱水多少克？25C时水的饱和蒸气压为3.173kPa

。0C时水的饱和蒸气压为0.6106kPa，用数字说明冬季0C40%湿度的房间开空调后人体不适的原因。夏天为什么昼夜湿度相差很大？真实气体状态方程严格来说，理想气体必须是分子间无相互作用力，分子本身的体积可忽略不计。低压高温的实际气体可适用。实际气体的范德华方程V