氣體的pVT關(guān)系

1、第一章氣體的 pVT 關(guān)系物質(zhì)的聚集狀態(tài) ： 氣態(tài)gas流體結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單液態(tài)liquid結(jié)構(gòu)最復(fù)雜固態(tài)solid凝聚體另外還有：等離子態(tài)、超固態(tài)、中子態(tài)等§1.1 理想氣體 ideal /perfect gas 狀態(tài)方程一、 理想氣體狀態(tài)方程三個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律 ：波義耳定律 ： 恒溫下一定量氣體V 1/p蓋 - 呂薩克定律 ： 恒壓下一定量氣體V T阿伏加德羅定律：同溫同壓同體積氣體分子數(shù)相同理想氣體狀態(tài)方程 ： pV = nRTSI 單位 : Pa m3molKR=8.3145J?K -1?mol -1V m = V/nn = m/M= m/V(P8)例 : 用管道輸送天然氣，當(dāng)輸送壓力為

2、200kPa，溫度為25時(shí)，管道內(nèi)天然氣( 可視為純甲烷 ) 的密度是多少?二、 理想氣體模型E=E 吸引+E排斥= A/r 6 B/r 12E兩大假設(shè)：分子之間無(wú)相互作用0r分子本身不占有體積1三、 摩爾氣體常數(shù)對(duì)理想氣體， R=pV m/T；對(duì)實(shí)際氣體， R=(pV m/T)p0PVm 或NePVm/T理想氣體O2CO20pR=NA.k=6.0221367*10 23× 1.380658*10 - 23=8.314511J/K.mol§1.2理想氣體混合物一、混合物的組成三種表示法 ：摩爾分?jǐn)?shù) x，質(zhì)量分?jǐn)?shù)w ，體積分?jǐn)?shù)(混合前，某純組分的體積與各純組分體積總和之比)二

3、、理想氣體混合物的狀態(tài)方程mpV = nRT = MRT如 M 空氣 = xiM i = 0.21M O2 + 0.79M N2 = 28.851g/mol三、道爾頓分壓定律Dalton s law of partial pressure分壓，即某組分氣體它對(duì)混合氣體總壓的貢獻(xiàn)，顯然pB = p 總.xB pB = p 總對(duì)混合理想氣體，pB = p 總.xB = p 總.nB / nB = nB RT / V2(P13)例 : 今有 300K ，104.365kPa 的含水蒸氣的濕烴，其中水蒸氣的分壓3.167kPa，現(xiàn)欲得到除去水蒸氣的1000mol 干烴，試求 ：(1)應(yīng)從濕烴中除去的水

4、蒸氣的量；(2)所需濕烴的初始體積。四、阿馬加分體積定律某組分的分體積即該組分單獨(dú)在混合氣體的T， p 條件下所具有的體積，顯然， V 總=V B，xB=V B / V 總 =pB /p 總§1.3氣體的液化liquefaction及臨界參數(shù)一、液體的飽和蒸氣壓saturated vapor pressure氣液平衡、飽和蒸氣壓、沸點(diǎn)boilingpoint、正常沸點(diǎn)二、臨界參數(shù)critical constant臨界溫度 TC 、臨界壓力 pC、臨界 ( 摩爾 ) 體積、臨界狀態(tài)三、實(shí)際氣體的 p-V m 圖及氣體的液化pl ?cT>T clgT=T cg? T<T cV

5、 m在臨界點(diǎn) c 處，p02 p0Vm TC2Vm TC3§1.4實(shí)際氣體狀態(tài)方程一、實(shí)際氣體的pV m-p 圖及波義耳溫度Boyle s temperatureT>TbpV mT=TbpVmlim0pp 0T<T bTB0p二、范德華方程van der Waals equation(1873)paV mbRTV m2orpRTaV mbV m2V3b,T8a ,pcam, cc27 Rb27b227 R2Tc2TBa27Tc,a,bRTcRb864 pc8 pc三、維里方程 (卡末林 ?昂尼斯于 20 世紀(jì)初提出 )pV mRT1BC.V mV m2pV mRT1B &

6、#39; pC ' p 2.第二、第三 維里系數(shù)4§1.5對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖一、壓縮因子compressibility factorpV m = ZRTZ = pV m / RT = V m(實(shí)際 ) / V m(理想 )Zc = pcV m,c / RTcZ-p 等溫線的形狀與 pVm-p 等溫線相同。大多數(shù)物質(zhì)的實(shí)測(cè) Zc 值在 0.270.29之間，若將臨界參數(shù)與范德華常數(shù)的關(guān)系代入則得 Zc= 3/8 = 0.375。二、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理principle of corresponding state三個(gè)對(duì)比參數(shù) ：pr = p / pc，Vr = Vm/ Vm,c，Tr = T / Tc普遍化范德華方程 ： p r8 T r33V r21 V r對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理 ： 各種不同的氣體，若有兩個(gè)對(duì)比參數(shù)相同，則第三個(gè)對(duì)比參數(shù)必 (大致 )相同。三、普遍化壓縮因子圖pV mp cV m , cp r V rZ cp r V rZRT cTrT rRT因 Zc 大多在 0.270.29(可