绪论、气体pvt关系

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1、化学与化工学院物理化学化学与化工学院大化中心物理化学教研组刘定富2011-2-281自然界物质的变化：物理变化和化学变化二者相互联系、相互影响、相互依存化学变化的同时，往往伴随着物理变化——理论化学一、什么是物理化学2——化学热力学各种因素（T、P、c等）对v的影响，决速步？最佳途径？——化学动力学物质的性质本质上由物质内部结构决定——结构化学，已分支3（实践、总结、提设想、再验证——合乎认识规律）45仔细阅读教材，多思考、勤动手；结合实验，加深理论的理解归纳、总结记忆6平时10~20%（作业，考勤），期末80~90%5、要求7§0物理量的表示及运算说

2、明1、物理量的表示物理量=数值ⅹ单位符号为拉丁或希腊字母例：p/kPa=101.32582、运算中物理量对数中物理量：表示：运算：SI制，七个基本单位，见附录。9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§1.4真实气体的状态方程§1.5对应状态原理及普遍化压缩因子图10§1.0引言物质的聚集状态：气体、液体、固体（g，l，s）宏观性质中，p，V，T属系统的基本性质对于一定量的纯物质：Z=f(p，V，T)气体：最简单的一种聚集状态特点——可压缩性、流动性、混合性；低压时，分子间作用力小到忽略。（气

3、体分子间距>>分子直径，分子间作用力小）或V=f(p，T)联系p，V，T间关系的方程称状态方程11§1.1气体分子运动及压力1.气体分子的运动根据分子运动论，分子的热运动和分子间的相互作用是决定分子各种性质的基本因素。一方面，物质的分子处于不停息的热运动中，这种运动的强度通常随温度的升高而增大；另一方面，物质分子之间存在着相互作用，即分子之间的相互吸引和相互排斥作用。当这两方面的相对强弱程度不同时，物质就呈现不同的聚集状态，并表现出不同的特性。对于气体，一般其分子的热运动较强并起主导作用。这种无规则的热运动，使气体分子可以自由地运动而充满容器（任何形状

4、）的整个空间，所以气体具有密度小、可压缩性强等特性。运动较强并起主导作用。.12分子间相互作用可以用兰纳德—琼斯（Lennard-Jones）曲线说明：13§1.2理想气体的状态方程1、理想气体的分子模型1）分子之间无相互作用力2）分子本身不占有体积2、理想气体状态方程实际气体中，低压（高温）条件下接近理气三个经验定律导出141）波义耳（Boyle）定律物质的量和温度一定条件下，气体的体积与压力成反比pV=常数2）盖吕萨克（GayJ-Lussac）定律V/T=常数（n,T一定）（n,P一定）3）阿伏加德罗（AvogadroA）定律V/n=常数（T,P一

5、定）pV=nRT——理想气体状态方程15pV=nRTpVm=RTpV=(m/M)RT16pV=nRTT：绝对温度/热力学温度，K(Kelvin)T/K=273.15+t/oCR：摩尔气体常数/气体通用常数SI制：R=8.3145J.mol-1.K-11Pa.m3=1J；1Pa=1N.m-2理气状态方程各项物理意义：17●R的实验测定：测一定温度下的pVm—p关系图由波义尔定律pVm=常数若为理想气体：若实际气体，当18思考：1）理想气体分子模型？2）实际气体什么条件下可作为理想气体？§1.2理想气体混合物1、混合物的组成19●混合气体的平均摩尔质量20

6、2、分压定律和分体积定律1）道尔顿分压定律理想气体混合物中某组分B的分压：定义为该组分单独存在，并与混合气体具有相同温度和体积时所产生的压力。混合气体的总压等于各组分的分压力之和——分压定律212）阿马格分体积定律理想气体混合物中某组分B的分体积定义为该组分单独存在，并与混合气体具有相同温度和压力时所具有的体积。221）分压定律：2）分体积定律：理气状态方程：23应用例题：1、试求1标准立方米｛1m3，0oC空气的质量。2、一种只含CO2一个酸性组分的混合气体，于室温、常压下取样100.00ml，经NaOH溶液充分洗涤后，在同样室温、常压条件下测得剩余

7、体积为90.50ml。求混合气体中CO2的量分数。24§1.3真实气体的液化和临界参数1、真实/实际气体的液化理气（分子间无作用力），不可液化实际气体（真实气体）有分子间力，可液化饱和蒸气——某温度下处于气液平衡时的气体饱和蒸气压——某温度下，气液达平衡时饱和蒸气具有的压力（蒸气压）P14表不同物质在不同温度下的蒸气压当蒸发速率等于凝结速率时，气液两相达平衡25沸点——液体的（饱和）蒸气压等于外压（环境压力）时，液体沸腾，对应的温度正常沸点——外压为标压100kPa时液体的沸点思考：液体沸点与外压的关系？讨论：一定T下，气液共存系统1）当蒸气压力<饱和

8、蒸气压，液体将蒸发，至达平衡；2）当蒸气压力>饱和蒸气压，蒸气将凝结，至达平衡。热力学数据表中