大学物理下册第一章气体.pptVIP

主要内容： 由低压气体三定律引出理想气体的状态方程 通过对理想气体状态方程的修正，导出实际气 体的状态方程 范德华方程 压缩因子 前言 石油工作者的工作对象为油、气、水、岩石及其界面。气体是其中重要的组成部分。 钻井过程 开采过程 气藏开采 油藏开采 增产措施 集输过程 要研究气体，要描述气体的状态，就要用到气体的状态函数。 第一节 理想气体状态方程式Ideal gas equation of state 一、历史背景 蒸汽机和内燃机是机器工业的标志。需要研究气体。 限于当时实验条件和水平的限制，主要对象为低压气体。因此得出的规律主要适应低压气体。 Boyles Law 在一定温度和一定物质的量下气体体积与其压力成反比: V?1/p, or pV=constant(at constant T) Gay-Lussacs Law 在一定压力和一定物质的量下气体的体积与热力学温度成正比：. V?T (at constant p) Avogadros Principle 在一定温度和一定压力下，气体的体积与物质的量成正比： V?n (at constant p,t) 三、理想状态方程的导出 从上面的三个定律可以看出; V?(nT/p) 四、理想气体 理想气体必须具备两个条件: 第二节 通用气体常数（Gas Constant） 理想气体状态方程反映了气体（低压气体）的通性，R与压力、体积的数值及气体种类无关，只与压力、体积的单位有关。 R的单位及其相应的数值 复习 1、什么叫理想气体？ 2、pV=nRT适应于哪些气体？ 3、气体分子间吸引力有那三种形式？ 4、练习:P27-2 第四节 实际气体对理想气体的偏差 研究实际气体对理想气体偏差的原因是为了找出修正理想气体状态方程的根据，建立一种压力适用范围更广的实际气体状态方程。 一、分子间作用力 气体分子之间的相互作用力分为: 吸引力 排斥力 1、分子间的吸引力 定向作用力 诱导力 色散力 （1）定向作用力（偶极力） 存在于极性分子之间。这是由于极性分子的正电荷中心和负电荷中心不重合引起的。 大小与分子间距离7次方的倒数成正比。 （2）诱导力（Dipole-induced-dipole interactions） 当极性分子与非极性分子相互接近时，非极性分子在极性分子的固有偶极的作用下，发生极化，产生诱导偶极，然后诱导偶极与固有偶极相互吸引而产生分子间的作用力。 （3）色散力（Dispersion interartions） 由于组成分子的正、负微粒不断运动，产生瞬间正、负电荷重心不重合、而出现瞬时偶极。 2、排斥力 来源： 核外电子之间的排斥力 原子核相互之间的排斥力 分子间的相互作用力是吸引力和排斥力的综合结果。 第五节 实际气体状态方程 一、范德华方程（The van der Waals eqaution） 该方程依据实际气体对理想气体产生偏差的原因对理想气体状态方程作了两方面的修正。 1、 压力修正 压力是气体分子碰撞器壁的结果。 对压力项修正的结果 p′ = p理想- p实际 二、体积修正项 实际气体容许分子自由活动的空间比理想气体小，即可压缩体积小。 三、范德华方程 对于理想气体状态方程 pVm = RT 考虑修正项得到 对范德华方程的几点说明 a,b是比例常数 第六节 气体的液化和临界状态 范德华方程式的两个重要常数a,b可以由临界参变量求得. 一、液化过程（p-V图） 二、CO2的p-V等温图 相区域的划分 等温线 临界点K 第七节 范德华方程式与临界参变量 第八节 对比状态方程和对应状态定律 二、对应状态定律 1、对应状态： 第九节 压缩因子 1、范德华方程的局限性 范德华方程中含有与真实气体物质性质有关的常数a和b，范德华方程只适应于纯的单一气体； 解三次方程麻烦 300K时10L钢瓶中贮存氧气的压力为75atm.试用范德华方程求瓶中氧气的摩尔数。（a= 1.36atm.L2.mol-2 , b=0.0319L.mol-1) 解：将p=75atm , T=300K , R= 0.08206atm.L.mol-1.K-1,以及a和b代 入范德华方程： 2、压缩因子的求法 （1）由临界参变量求得 （2） 由压缩因子图查得 （2）压缩因子图 压缩因子图:表示Z与Tr和pr的关系图。 三、应用 1、