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1、第一章第一章 气体的气体的pVpV T T性质性质Date凝聚态凝聚态气体的气体的pVpV T T性质性质Date气体的气体的pVpV T T性质性质Date 1.1 1.1 理想气体状态方程理想气体状态方程1.1.1 理想气体模型在任何温度、压力下都必定满足以下条件的气体(1)分子本身不具有体积(2)分子间无相互作用力这一理想气体的模型实际上是不存在的。但基于这 一模型的理想气体状态方程用于低压、高温气体的 pVT计算时能取得相当吻合的结果，并能满足一般 的工程计算需要，故而有其重要实际意义。Date1.1.2 1.1.2 理想气体状态方程理想气体状态方程1.1.低压气体定律低压气体定律发现
2、p T T3 3 T T2 2 T T1 1(2) (2)T T3 3= =T TB B=327.22=327.22 KK 真实气体的真实气体的p p- -V Vmm图图pVpVmm / / pVpVmm T T4 4T T3 3T T2 2T T1 1温度升高，最低点 上移，当温度升高到某 一温度时，最低点正好 落在理想线上，此时的 温度即为波义耳温度。T= TB 时,气体可在 几百 kPa压力范围内符 合理想气体状态方程.Date真实气体的状态方程真实气体的状态方程Date2.范德华方程pVpVmmRTRT ( (分子间无相互作用力时分子间无相互作用力时 表现的压力压力)(1mol)(1m
3、ol气体气体 分子的分子的可压缩空间空间) )RTRT真实气体的状态方程真实气体的状态方程Date范德华方程范德华方程在压力不太大的情况下，气体分子间力主要是吸引力 减弱分子碰撞器壁时对器壁施加的力设实际气体的压力为p, 如果分子间力不存在，则气 体的压力p理必大于p，此时压力应以(p + p p)表示。 范德华当时推导出 p p = a / = a / V Vmm2 2，a0Date范德华方程范德华方程b为常数，恒为正值，其大小与气体性质决定 ；其值粗略等于该气体物质液化为液体时的 摩尔体积。pVpVmmRTRT Date范德华常数与临界常数的关系范德华常数与临界常数的关系Date范德华方程
4、范德华方程Date范德华方程范德华方程Date范德华方程的应用范德华方程的应用范氏方程是半经验、半理论 方程，因其考虑了实际气体 与理想气体的本质区别，其 精度优于理想气体方程。临界温度Tc以上，范氏方程与 实验p-Vm等温线符合较好。DateT=TT=T C C 时时范德华方程范德华方程Date范德华方程范德华方程Date范德华方程范德华方程Date范德华方程范德华方程Date3.维理方程真实气体的状态方程真实气体的状态方程Date4.其它重要方程举例真实气体的状态方程真实气体的状态方程Date真实气体的状态方程真实气体的状态方程Date真实气体的状态方程真实气体的状态方程Date 1.5
5、1.5 对应状态原理及普适化压缩因子图对应状态原理及普适化压缩因子图1.压缩因子Date压缩因子压缩因子DateZ 1比理想气体难压缩Z 9.5高压区Z 值恒大于1。 Z Z- -p pr r图图Date真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图最早的普遍化压缩因子图是J.Q.柯普等(1931)和G.G.布朗等(1932) 利用烃类实验数据绘制的。稍后B.F.道奇用烃类和其他物质的数 据绘制这种图。常用的是K.M.Watson等利用CO2,N2,NH3， CH4和C3H8等的实验数据于1936年所作。L.C.纳尔逊和E.F. 奥伯特在1954年绘制了更详细的压缩因子图，提高了关联精度
6、。 Date普适化压缩因子图普适化压缩因子图Date真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图Date真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图Date真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图Date真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图Date（ p pr r固定，压缩因子图查出固定，压缩因子图查出，) )真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图Date真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图试Date真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普适化压缩因子图Date于是得：于是得：或：或：真实气体的普适化压缩因子图真实气体的普
7、适化压缩因子图Date作业P30-32 2 5 【标准状态】参考第3题 7 13 17Date习题No11No11室温下一高压釜内有常压的空气(氮氧物质的量之比为4),为确 保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤为：向釜内通氮气直 到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。重 复三次。求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。 解: 考虑体系中原有的物质的量为nO2,nN2 则有4nO2=nN2依题意此时氧的摩尔分数设第一次充氮气后此封闭体系中氧的摩尔分数为y1O2, 为达到为达到4 4倍倍 压力还需充入压力还需充入3(3(n nOO2 2+ +n nN N2 2) ) 的纯氮的纯氮,即有重复上面的过程，第n次充氮气后，体系中氧的摩尔分数为ynO2= yn-1O2/4= yO2/4n，因此重复三次后 y3O2= yO2/43 =0.313%分析：每次通N2后至排气恢复至常压p期间， 混合气体的摩尔分数不变。 Date
