(农学)OO 绪论 气体

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1、物理化学彭俊军john_peng@wtu.edu.cn1绪论2§0.1物理化学(physicalchemistry)物理化学是研究化学运动(物质的原子、分子之间重新排列和反应变化等运动形式)普遍规律的科学，是化学学科理论的一部分。物理化学是应用物理学原理与方法，研究有关物质的物理变化与化学运动普遍规律的一门科学，也可以说，物理化学是从物质的物理现象与化学现象的联系入手，来探讨化学基本规律的一门科学，是整个化学科学与化学工艺学的理论指导，又叫理论化学，又是物理学与化学最早相互渗透的一门边缘学科，实验手段上采用物理学的方法。3§0.2物理化学的主要内容物理化学的主要理论支柱是热

2、力学、统计力学和量子力学。热力学适用于宏观系统量子力学适用于微观系统统计力学则为上述二者的桥梁化学热力学（宏观的方法）量子力学（微观的方法）统计力学4气体的pVT关系热力学第一定律热力学第二定律多组分热力学化学平衡相平衡电化学量子力学基础统计热力学初步界面现象化学动力学胶体化学5§0.3学习物理化学的要求及方法遵循“实践—理论—实践”的认识过程，分别采用归纳法和演绎法，即从众多实验事实概括到一般，再从一般推理到个别的思维过程。注意逻辑推理的思维方法，对一些重要公式加以推导，理清理论体系的主次关系。多做习题，学会解题方法。在做习题的过程中加深对重要概念和公式的理解。课前自学，

3、课后复习，勤于思考，培养自学和独立工作的能力。理论联系实践，要认真做好物化实验。6（1）天津大学物理化学教研室编《物理化学》（上下），高等教育出版社，2001年（2）傅献彩编《物理化学》第四版，高等教育出版社（3）印永嘉编《物理化学简明教程》第三版，高等教育出版社（4）胡英编《物理化学》第四版，高等教育出版社§0.4参考书第一章气体8§1.1理想气体的状态方程1.理想气体状态方程低压气体定律：（1）玻义尔定律(R.Boyle，1662):pV＝常数（n,T一定）（2）盖.吕萨克定律(J.Gay-Lussac，1808)：V/T＝常数(n,p一定)（3）阿伏加德罗定律（A.A

4、vogadro，1811)V/n＝常数(T,p一定)10以上三式结合理想气体状态方程pV=nRT单位：pPaVm3TKnmolRJmol-1K-1R摩尔气体常数R＝8.314472Jmol-1K-1理想气体定义：服从pV=nRT的气体为理想气体或服从理想气体模型的气体为理想气体气体压力不太高、温度不太低时。11理想气体状态方程也可表示为：pVm=RTpV=(m/M)RT以此可相互计算p,V,T,n,m,M,(=m/V)例：用管道输送天然气，当输送压力为200kPa，温度为25℃时，管道内天然气的密度为多少？假设天然气可看作是纯甲烷。解：M甲烷＝16.0

5、4×10－3kg·mol-1Vm为摩尔体积122.理想气体模型凡是在任何温度、压力下均遵循pV=nRT状态方程的气体称为理想气体。如何判断真实气体为理想气体？300.7K13300.7K实际气体都不是在任何条件下符合pVm＝RT(常数)方程的。压力p→0时，各种气体pVm，趋向一个定值A，Lim(pVm)＝A＝RT。理想气体的状态常数可通过外推法求得。R=2500/300.7=8.314Jmol-1K-1理想气体模型：(1)分子间无作用力(2)分子本身没有体积。理想气体的状态为或近似理想气体低压高温14§1.2理想混合气体1.混合物的组成⑴摩尔分数molerfracti

6、on⑵质量分数massfraction⑶体积分数volumefraction152.分压力与道尔顿定律分压力：描述气体混合物中某气体对总气体的贡献，为某组分气体对器壁施加的压力。定义：——混合气体总压力——组分B的摩尔分数总压力：16道尔顿发现：道尔顿实验+=?V,TV,TV,T黑板推导！17道尔顿定律：理想气体混合物的总压力等于与混合气体的温度、体积相同条件下各组分单独存在时所产生的压力之和。或：某组分B的分压等于该组分单独存在于混合气体温度及体积下所具有的压力18例：今有300K，104.365kPa的湿烃类混合气体（含水蒸气的烃类混合气体），其中水蒸气的分压为3

7、.167kPa。现欲得到除去水蒸气的1kmol干烃类混合气体，试求：（1）应从湿烃混合气中除去水蒸气的物质的量；（2）所需湿烃类混合气体的初始体积。（2）所求湿烃类混合气体的初始体积VpB=3.167kPa，由公式，可得：所以解：（1）设湿烃类混合气体中烃类混合气(A)和水蒸气(B)的分压分别为pA和pB，物质的量分别为nA和nB，有：3.分体积与阿马格定律+=?p,Tp,Tp,T分体积：混合气体中某组分B单独存在，并与混合气体的温度、压力相同时所具有的体积VB阿马格定律或推导过程见黑板！！！yB=pB/p=VB/