第六章非理想气体ppt课件.ppt

《第六章非理想气体ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、非理想气体固体液体§6-1范德瓦尔斯方程一、理想气体微观模型的基本缺陷和范德瓦耳斯气体模型的提出实验表明：在几十个大气压下，可近似为理想气体，理想气体分子是无引力的弹性质点:(1)忽略了分子的体积(2)忽略了分子间的引力但随p↑→不成立p(Pa)v(m3)pv(J)(J)1.013×1051.013×1075.065×1071.013×1082.241×10-22.400×10-46.170×10-53.855×10-52.270×1032.431×1033.125×1033.905×1032.270×1032.290×1

2、032.229×1031.915×1030℃时，1mol氢的数据返回1返回21，分子的体积不能忽略为分子总体积的4倍当标准状态下:设:分子最紧密排列时1mol气体占有的体积:b分子半径b可忽略.b不可忽略.当P=108Pa时:一个气体分子占有的体积:1mol气体分子占有的体积:理论上:2，分子间引力不能忽略分子间引力不可忽略.当p较大时,分子间距弱引力弹性刚球模型，又称Suther-land模型当r>d时,当0

3、l范德瓦耳斯气体：则有：分子可以自由活动的空间：气体（容器）的体积2.考虑分子引力引起的修正考虑分子引力，气体施于器壁的压强：由于引力作用引起压强的改变量表示因内向引力作用使分子在器壁方向上动量减少的数值单位时间与单位面积器壁相碰的分子数由气体的性质决定引力有效作用距离3，两项修正的结果1mol气体的范德瓦耳斯方程：任意质量气体的范德瓦耳斯方程：气体质量气体体积非理想气体方程的一般表示：昂内斯方程Onnesequation为温度的函数，A1=RT，其余由实验测定。理想气体状态方程：范德瓦耳斯方程：忽略了高次项是展开到二次近

4、似的昂内斯方程三、关于范德瓦耳斯方程的说明与讨论1，范德瓦耳斯方程仍为近似方程对p<50MPa温度不是太低的真实气体，范德瓦耳斯方程是很好的近似。2，范德瓦耳斯方程的物理意义第一项与b有关，来自斥力第二项与a有关，来自引力分子碰撞，来自斥力压强与这三部分总和有关当压强不太大的气体，温度较大时，分子间距很大当温度较低时，分子间距较小，思考：在一定温度和体积下，由理想气体状态方程和范德瓦耳斯方程算出的压强哪个大，为什么？引力几乎无影响，斥力起主要作用。引力起主要作用例题，试用范德瓦耳斯方程计算密闭容器内质量为1.10kg的二氧

5、化碳的压强，并与用理想气体状态方程计算的结果进行比较。已知容器体积为2.00×10-2m3，温度为13℃，二氧化碳的a=0.635m6·Pa·mol-1，b=4.30×10-5m2·mol-1。物质a(m6·Pa·mol-1)b(m3·mol-1)氢氦氧氮2.74×10-23.45×10-31.38×10-11.41×10-12.66×10-52.37×10-53.18×10-53.91×10-5一些气体的a、b值§6-2非理想气体的内能焦耳—汤姆逊效应一、非理想气体的内能对1mol理想气体:对1mol实际气体：二、范德瓦

6、耳斯气体的内能当气体膨胀时，引力作负功，使势能增大单位面积受到的引力：克服此引力作功：即：dEp=dA，积分可得当所以有1摩尔范德瓦耳斯气体内能三、焦耳——汤姆逊实验多孔塞实验绝热条件下，高压气体低压一边的稳定流动过程——节流过程焦耳—汤姆逊正效应焦耳—汤姆逊负效应焦耳—汤姆逊零效应室温下：空气氧气氮气室温下：氢气氦此时温度——转换温度由实验测得氮在不同温度压强下进行节流膨胀结果气体在曲线上的点，节流膨胀后，温度不变。转换曲线上转换温度对应于每个p有两个转换温度p和T在致冷区，节流膨胀后，温度降低，焦耳——汤姆逊正效应p和

7、T在致温区，节流膨胀后，温度升高，焦耳——汤姆逊负效应的区域：时，只能在致温区最高转化温度四、焦耳——汤姆逊效应的初步解释把节流膨胀过程简化：在活塞上分别作用有恒定不变的外力。以这部分气体为对象,可得：绝热节流过程前后的焓不变1、上式应用于1mol理想气体：焦耳—汤姆逊零效应2、上式应用于1mol范氏气体：分子引力占优势焦耳—汤姆逊正效应分子大小影响（斥力）占优势焦耳—汤姆逊负效应引力与斥力影响相消焦耳—汤姆逊零效应当压强不太大时，得：转换温度：在室温下：节流膨胀后在室温下：节流膨胀后结果与实验基本符合，说明：范氏气体模型

8、是正确的。U（T，V）结论是近似的，由实验得出的转换温度是一条转换曲线，零效应不仅与温度，还与压强有关。氮：氢：氦：例]1mol范氏气体进行绝热自由膨胀，已知膨胀前后摩尔体积分别为Vm1Vm2，定体摩尔热容Cvm，试求膨胀前后温度的变化？§6-3晶体的宏观特征及微观结构物质微粒的聚集状态——物质的聚集态