物理化学 气体的PVT关系.pptVIP

参考书 胡英，吕瑞东，刘国杰，叶汝强等编，《物理化学》，高等教育出版社出版，1999.11。 傅献彩等编，《物理化学》，第四版，高等教育出版社出版，1990.10。 Ira N.Levine, PHYSICAL CHEMISTRY,Fifth Edition, 2002. P.W.ATKINS, PHYSICALCHEMISTRY,Seventh Edition, 2004. 0.1 物理化学的目的和内容 0.1 物理化学的目的和内容 0.2 物理量的表示及运算 1.物理量的表示: A = ｛A｝·［A］ 物理量 数值 单位 如标准压力: P? =100 kPa ｛A｝=100 ［A］= kPa ｛A｝=A/［A］ 如 ｛A｝= 100 kPa/ kPa=100 物理量的表示及运算 0.3 物理化学课程的学习方法 气 体 的 pVT 关 系 第一章 气 体 的 pVT 关 系 前言: 工业生产所处理的物质常常为气体,因此有关气体的性质及 其变化规律的研究具有重要意义.气体有各种各样的性质,包括物 理性质和化学性质,而对于一定量的纯气体而言,气体的压力、温 度和体积是三个最基本的性质. 对于一定量的混合气体而言,除了气体的压力、温度和体积外，还包括气体的组成.这些基本性质作为控制生产过程的主要指 标或作为研究其他性质的基础,所以课程一开始就从气体讲起. 第一章 气 体 的 pVT 关 系 §1.1 理想气体的状态方程 §1.1 理想气体的状态方程 应用举例 例1.1·1某空气压缩机每分钟吸入压力为101325Pa、温度为30oC的空气41.2m3。经压缩后所排出的空气压力为192517Pa、温度90oC，求每分钟排出的空气体积。 解:压缩机稳定操作时，每分钟吸人的空气的量与每分钟排出的空气的量是相等的，但p、V、T均已改变，即 吸人量n1 = 排出量n2 据 PV=nRT §1.1 理想气体的状态方程 pV=nRT方程处理温度较高而压力较低气体的p、V、T、n关系时，能得到较满意的结果，所以说它是低压气体普遍遵循的规律。由pV= nRT说明：无论何种理想气体，只要V、n、T相同则压力必相同。也说明服从pV=nRT的气体与气体的化学性质无关。这实际上是一种理想化行为。 定义：凡在任何温度、压力下都服从pV=nRT状态方程的气体叫理想气体。 §1.1 理想气体的状态方程 §1.1 理想气体的状态方程 理想气体的微观模型实际上是不存在的，但是在高温低压下，一定量的气体分子本身所占的体积与相对气体占有的总体积而言可以忽略，又由于温度较高压力较低，气体占的体积较大，分子之间距离较远，分子之间作用力较小可忽略。 §1.1 理想气体的状态方程 §1.1 理想气体的状态方程 2．分压力的定义与道尔顿定律 生产和科研实践中遇到的气体往往不是单一的气体，而是由多种气体组成的气体混合物,例如空气就是由氧气、氮气、二氧化碳、H2O、惰性气体等组成。 若在一体积为V的容器中，放入n（N2）、n（O2），那么容器中气体的总压力是多少？容器中N2、O2各自的压力为多少？各自的压力能否用p= nRT/V来计算？ 1.2 道尔顿定律和阿马格定律 （1）分压力的定义 为了热力学计算方便，人们提出了一个既适用于理想混合气体，又适用于真实气体混合物的分压力定义： 在总压力为P的气体混合物中，其中任一组分B的分压力pB等于其在混合物气体中的摩尔分数yB与总压力的乘积，即 pB = yB p = (nB/n)p yB =nB/n=nB/（nA+nB+nc+???) 1.2 道尔顿定律和阿马格定律 1.2 道尔顿定律和阿马格定律 1.2 道尔顿定律和阿马格定律 应用举例 例1.2·1 某气柜内贮有气体烃类混合物，其压力p为104364Pa，气体中含有水蒸气，水蒸气的分压力p(H2O)为3399.72Pa。现将湿混合气体用干燥器脱水后使用，脱水后的干气中水含量可忽略。问每千摩尔湿气体需脱去多少千克的水? 解: 利用分压力定义，首先求出湿混合气体中水的摩尔分数y(H2O)。即 y(H2O) =P (H2O)/ P=3399.72Pa/104364Pa= 0.0326， 再据 y(H2O) = n(H2O)/n总 n(H2O）= y(H2O) n总