第一章节气体的pVT关系幻灯片.pptVIP

许多气体的PVT性质在几兆(106)帕的压力范围内能较好服从范德华方程,范氏方程是公认的处理真实气体的经典方程 2.维里方程（Virial equation of state ） B、C、D，B’、C’、D’—第二、第三、 第四维里系数 B、B’—气体两分子间的相互作用对气体PVT关系的影响 C、C’—气体三分子间的相互作用对气体PVT关系的影响 维里系数使宏观的PVT性质与微观的势能函数联系起来 (3)R-K 方程（1949年） a、b为不同于范德华常数的常数。 适用于烃类等非极性气体，且T、p 范围较宽 (优 于范氏方程)。 对极性气体精度较差。 (4)B-W-R 方程 （1973年） A0、B0、C0、a、b、c、 α、γ 均为方程常数 八参数状态方程，计算精确度较高 既适用于气相又适用于液相，尤其是碳氢化合物及其混合物 (5)贝塞罗方程（1875） 在范德华方程基础上考虑了温度对内压影响 a、b为不同于范德华常数的常数 §1 .5 对应状态原理及普遍化压缩因子图 1. 压缩因子 pV=ZnRT or pVm=ZRT 压缩因子Z=pV/nRT=pVm/RT =V/Vid (1)压缩因子定义 理想气体 Z=1 临界压缩因子: Zc=pcVm,c / RTc (2)对比参数 对比压力: pr=p/pc 对比温度: Tr=T/Tc 对比体积: Vr=V/Vc 对比参数 (3)对应状态原理 不同的气体： 若pr1=pr2,Tr1=Tr2,则Vr1=Vr2 (5)普遍化压缩因子 Z=pVm/RT=3prVr / 8Tr (4)普遍化范德华方程 (pr+3/vr2)(Vr-1/3)=8Tr / 3 Z=f(Tr ,pr) Johannes Diderik van der Waals（1837-1923） 荷兰物理学家，1873年，他在研究气体和液体状态的连续性（On the continuity of the gas and liquid state)时提出了气体和液体的状态方程(put forward an Equation of State embracing both the gaseous and the liquid stat )，从而闻名物理学界。 van der Waals 1880年，他提出对应状态原理（The Law of Corresponding State）, 1890年，结合液体状态方程和热力学第二定律，提出二元溶液理论（Theory of Binary Solution）.1893年，提出毛细管现象热力学理论（thermodynamics theory of capillarity）.1910年，因其气体和液体状态的研究（for his studies of the physical state of liquids and gases）获得 1910年Noble物理学奖。 此外，他还提出了分子间力、开创了界面化学的统计研究。 值的一提的是：van der Waals 的学术思想深受Maxwell, Boltzmann, Gibbs的影响，是自学成才的诺贝尔奖获得者。 物 理 化 学 第一章 气体的pVT关系 第一章 气体的pVT关系 理想气体状态方程 理想气体混合物 气体的液化及临界参数 真实气体状态方程 对应状态原理及普遍化压缩因子图 §1 .1 理想气体状态方程 (1)波义尔(Boyle R)定律： pV= c (n and T=c’) 1.理想气体状态方程(equation of state ) (2)盖-吕萨克(Gay J-Lussac )定律: V/T = c (n, p=c’) (3)阿伏加德罗(Avogadro A)定律： V/n = c (p,T=c’) 理想气体状态方程 （Clapeyron equation）：pV=nRT p-Pa, V-m3, n-mol，T-K，R-摩尔气体常数 R=8.314 510 Pa.m3.mol-1.K-1 =8.314 510 J.mol-1.K-1 理想气体状态方程的其它表达形式： pVm=RT pV=(m/M)RT n=1 n=m/M 19世纪中叶，法国科学家克拉珀龙（Clapeyron）综合波义耳定律和查理-盖吕萨克定律，阿伏加德罗定理： 把描述气体状态的3个参数：p、 V、T 归于一个方程式，表述为：一定量气体，体积和压力的乘积与热力学温度成正比。 Emile Clapeyr