3气体与蒸汽的热力性质.pptVIP

从微观的结构的角度出发可知，实际气体的热力学行为与其分子间的作用力密切相关。 而气体分子的结构的特征又直接影响这些分子的力场中的性质。 这种分子结构中以范德华提出的对称弹性球的气体模型最为简单。偏心因子就是以这个最简单的对称的气体模型为基础提出来的，作为用以修正其他复杂的非对称球气体分子模型热力性质的一种第三参数法。 根据这一性质实际气体的压缩因子的函数关系时表示成Z=Z(Pr,Tr,ω) 皮尔查通过实验发现，一些分子量较大的单原子稀有气体的Z值计算时只需用两参数法就已经很准确了，也就是说偏心因子几乎为零，并认为这些分子都属于对称球型。 实验还表明，实际气体的偏心因子ω与其对比饱和蒸气压力和对比温度有直接关系这样我们就把 Z0-简单流体压缩因子,相当于简单流体对理想气体的偏差。 Z1-非对称球型实际气体压缩因子的修正相，相当于非对称球型实际气体对简单流体的偏差。 3.8 实际气体状态方程 研究实际气体性质首先要求得出精确的状态方程式。对实际气体状态方程己作了百余年的研究，导得了许多不同形式的方程，至今仍在不断地发展和改进。得出状态方程有两种方法。 一.是直接利用由实验得到的各种热系数数据，按热力学关系组成状态方程。这种方法上节己作过简单的介绍； 二.是从理论分析出发，考虑气体分子运动的行为而对理想气体状态方程引入一些常数加以修正，得出方程的形式，引入常数的值则根据实验数据确定。 这一节着重介绍这一种方法。 我们主要介绍唯一具有理论基础的 维里方程，范德华方程，瑞利奇-邝方程等等。 3. 8. 1维里方程 气体的压缩因子Z是气体压力和温度的函数，在温度不变的条件下只是压力的函数。 1901年奥里斯(Onnes)提出以幂级数形式表达的状态方程—维里方程 如果用比体积v代替p来做自变量。有 式中B、 B’ 、 C、 C’ 、 D 、 D ‘···都是温度的函数，分别称为第二、第三，第四维里系数，等等。 维里方程有坚实的理论基础。用统计力学方法能导出维里系数，并赋予维里系数明确的物理意义： 第二维里系数表示气体两个分子相互作用的效应， 第三维里系数表示三个分子的相互作用，等等。 原则上可以从理论上导出各个维里系数的计算式，但实际上高级维里系数的运算是十分困难的，目前除了简单的钢球模型外，还只能算到第三维里系数，通常维里系数由实验测定。 3.8 . 2范德华方程 按照理想气体状态方程式，定质量气体等温变化时pV=常数（或pv=常数），但实际气体仅在压力较低，温度较高的情况下近似满足此关系。 试验证明，气体的压力愈高、温度愈低，这一偏差愈大。因此需要适用于实际气体的状态方程式来描述气体p-v-T之间的关系。 ?最早的实际气体状态方程式是1873年范德瓦尔（Van der Wals）提出的方程式。 他针对理想气体的两个基本假设，对理想气体状态方程式进行了修正，提出了实际气体的范德瓦尔方程式： 按理想气体状态方程：p=RT/v v—气体分子自由运动的空间，由于实际气体的分子占有体积，使得v↓，则分子对器壁撞击的次数增加， p↑。 b—考虑气体分子本身体积时对分子运动自由空间的修正值， 针对理想气体和实际气体的差别，考虑到实际气体分子本身体积和分子之间的引力的影响，修正理想气体状态方程而得。 由于实际气体分子间存在一定的引力，因此每个分子在撞击壁面时对壁面的撞击力有所减弱。减小的数值和吸引该分子的分子数成正比。 又由于气体的压力和撞击器壁的分子数也成正比，因此，受分子间引力影响气体压力减小的数值，应与单位容积中分子数目的平方成正比，即与气体密度的平方成正比，Δp＝aρ2＝a/v2。这里a为比例系数。 将上面两项修正引入理想气体状态方程式，气体的压力可表示为： 移项整理后有 二.摩尔成分 混合物物质的量等于各组成气体物质的量之和： 摩尔分数 ： 三.容积成分 各组分处于混合器的压力p，温度t的条件下，单独占据的容积为该组分得分容积。 分体积定律 　　阿马伽(Amagat)分体积定律 各组分的容积vi与总体积的比称为该组分的容积组分，用符号ri表示： 三种成分之间的关系： 由 得 由 得 由 3.5.2道尔顿分压定律： 分压力—混合物中的某种组成气体单独占有混合 物的容积V并具有与混合物相同的温度t时的压力。 　　混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和，称为道尔顿(Dalton)分压定律 3.5.3理想气体混合物的密度，平均分子量和气体常数 由密度的定义，混合物的密度为： 即得： 由： 又得： 由摩尔质量的定义，混合物的摩尔质量为： 由： 即得： 混合物的折合气体常数为