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物理化学 第一章 气体的PVT关系 §1.1 理想气体状态方程 §1.2 理想气体混合物 §1.3 气体的液化和临界性质 §1.4 真实气体状态方程 §1.1 理想气体状态方程 一 、 理想气体状态方程 二 、 理想气体模型 一 、理想气体状态方程 17～19世纪三个著名的低压气体经验定律： 波义尔定律(R.Boyle,1662): pV = 常数 (T, n 一定) 盖.吕萨克定律(J. Gay-Lussac,1808)： V / T ＝ 常数 (n, p 一定) 阿伏加德罗定律（A. Avogadro, 1811) V / n ＝ 常数 (T, p 一定) 一 理想气体状态方程 将以上三式归纳整理，得到理想气体状态方程： pV = nRT 一、 理想气体状态方程 一、 理想气体状态方程 一、 理想气体状态方程 二、 理想气体模型 二、 理想气体模型 §1.2 理想气体混合物 1、 混合物的组成 2 、 理想气体混合物状态方程 3 、 道尔顿定律 4 、 阿马加定律 1、 混合物的组成 2 、 理想气体混合物状态方程 理想气体混合物状态方程为： 3、道尔顿定律 3、道尔顿定律 对于理想气体混合物，温度T、体积V、总压力p、物质的量n，满足： pV = n R T 3、道尔顿定律 道尔顿定律示意图 3 道尔顿定律 4、阿马加定律 4、阿马加定律 理想气体混合物，温度T、压力p、总体积V、物质的量n，满足： pV=nRT 4、阿马加定律 4、阿马加定律 例题 当温度为T时，体积恒定为V的容器中，有A、B两组分混合理想气体，其分压力及分体积分别为pA 、 pB和VA、VB，若又往容器中注入n mol理气C，试问：A、B的分压和分体积是否均保持不变？ 分压不变，分体积变。 § 1.3 气体的液化及临界性质 1. 液体的饱和蒸气压 1. 液体的饱和蒸气压 1.液体的饱和蒸气压 2. 临界参数 Vm,c—临界摩尔体积：在Tc、pc下物质的摩尔体积 3.真实气体的p – Vm图及气体的液化 3.真实气体的p – Vm图及气体的液化 3. 真实气体的p – Vm图及气体的液化 3.真实气体的p – Vm图及气体的液化 临界点处气、液两相摩尔体积及其它性质完全相同，气态、液态无法区分，此时： 3.真实气体的p – Vm图及气体的液化 §1.4 真实气体状态方程 1. 真实气体对理想气体的偏差-压缩因子 2. 范德华方程 3. 维里方程 1. 真实气体对理想气体的偏差-压缩因子 1 .真实气体对理想气体的偏差-压缩因子 1. 真实气体对理想气体的偏差-压缩因子 2. 范德华方程 2. 范德华方程 .范德华方程 由P290附录七表中数据可看出： 2. 范德华方程 讨论： 3. 维里方程 本节要点： 掌握理想气体状态方程以及分压定律和分体积定律； 理解真实气体的范德华方程。 g1 l1 g2 l2 Vm / [Vm] p / [p] 2) T Tc g1: 饱和蒸气Vm(g) l1: 饱和液体Vm(l) g1l1线上，气液共存 T=Tc时，l-g线变 为拐点C C 进一步分析： 3) T = Tc T4 T3 Tc T2 T1 T1T2TcT3T4 g’1 g’2 g1 g2 l1 l2 l’1 l’2 Vm / [Vm] p / [p] C lcg虚线内： l-g两相共存区 中 间：气、液态连续 lcg虚线外：单相区 左下方：液相区 右下方：气相区 超临界流体 为了定量描述真实气体的pVT 行为与理想气体的偏离程度，引入了压缩因子。 压缩因子的定义 理想气体 实际气体 真实气体的摩尔体积 与真实气体具有相同温度和压力的理气摩尔体积 难压缩 易压缩 T TB : p ?, Z先下 降，后增加 气体在不同温度下的 Z－p 图 T TB T = TB T TB p / [ p ] Z T TB : p ? ， Z? T = TB : p ?, Z开始 不变，然后增加 TB 称为波义尔温度 每种气体有自己的波义尔温度： TB 一般为Tc 的2～2.5 倍； T＝ TB 时，气体在几百 kPa 的压力范围内符合理想气体状态方程 范德华考察了实际气体分子间有相互作用和分子本身有体积这两本质问题对PVT行为的影响，