第1章气体的pvt关系课件.ppt

1、2022-12-261.1 1.1 理想气体的状态方程理想气体的状态方程1.2 1.2 理想气体混合物理想气体混合物1.3 1.3 气体的液化及临界参数气体的液化及临界参数1.1.4 4 真实气体状态方程真实气体状态方程1.5 1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图对应状态原理及普遍化压缩因子图2022-12-261.1.理想气体的状态方程理想气体的状态方程331111Pa m Pa mmolK=J molKmol KRpVnRT 8.315R 2022-12-26解：解：pMmnMVVRT例：计算例：计算2525，1 10132501325PaPa时空气的密度。时空气的密度。（空气的分子量为

2、（空气的分子量为2929）3310132529 kg m8.315273.15251.185 kg m2022-12-26 不可无限不可无限压缩压缩2.2.理想气体模型理想气体模型理想气体微观模型：分子间无相互作用，理想气体微观模型：分子间无相互作用，分子本身无体积。分子本身无体积。2022-12-263.3.摩尔气体常数摩尔气体常数pVmN2HeCH4p理想气体理想气体m0lim()/TpRpVT8.3145-1-1J molK2022-12-26BBBBAA nnxynn或对于物质对于物质B BBB1x BB 1y 显然显然2022-12-26BBBAAmmmmw=BB1w=2022-12

3、-26*B m,BB*Am,AAx Vx V1BB*Bm,B*Am,AAn Vn V=2022-12-26pVnRT=BBnRTmixBBBB/Mm nmnmixmpVRTMMmix混合物的摩尔质量混合物的摩尔质量2022-12-26BBBBppy pBBpy pdef=分压力分压力:BBBB/py py nRT Vn RT V2022-12-2622ONpy py p22OO/pypnRT V2O22NNpyp2022-12-26*BBVV*BBRTVnp*BBBBBBn RTnRTRTVnVppp2022-12-2622NOVVV22OORTVnp2NV2022-12-262022-12-

4、2629.022222OOOOOVVRTpVRTpVnnyPa 25.2938422OOpyp3OOm 29.022VV解：解：2022-12-26mol 493mol 290122OO.ynn33.498.315273.1525m101325nRTVp30.085m2022-12-26PP饱和饱和液相液相气相气相饱饱和和液液体体饱饱和和蒸蒸气气2022-12-262022-12-262022-12-26问：问：22*100%H OH Opp=2022-12-262022-12-26临界点T1T5T4TcT3T2pVmTTcT=Tc超临界流体超临界流体 2022-12-261.1.4 4 真实

5、气体状态方程真实气体状态方程1.1.真实气体的真实气体的pVpVm mp p图及波义尔温度图及波义尔温度2022-12-26pVmTTBT=TBTTB（1 1）pVpVm m随随p p的增加而增加；的增加而增加；（2 2）pVpVm m随随p p的增加，开始的增加，开始不变，然后增加；不变，然后增加；（3 3）pVpVm m随随p p的增加，开始的增加，开始先下降，然后再上升。先下降，然后再上升。波义尔温度波义尔温度T TB B。p2022-12-262.2.范德华方程范德华方程pVm=RT是分子间无相互作用力时表观的压力是分子间无相互作用力时表观的压力是每摩尔气体分子自由活动的空间是每摩尔气

6、体分子自由活动的空间2022-12-26对于实际气体：对于实际气体：分子间有相互作用力（主要中长程吸引力）分子间有相互作用力（主要中长程吸引力）p=p理理-p内内p内内=a/V2mp理理=p+a/V2ma a：大于：大于0 0，一般说来分，一般说来分子间引力越大，则值越子间引力越大，则值越大，只与气体种类有关大，只与气体种类有关，与温度条件无关，单，与温度条件无关，单位：位：32Pa mmol鬃2022-12-26分子本身占有体积分子本身占有体积 mVb=-b31mmol-1mol1mol真实气体分子自由活动的空间真实气体分子自由活动的空间：1mol1mol分子由于自身占有体积的修正项（为每摩

7、尔分子由于自身占有体积的修正项（为每摩尔真实气体因分子本身占有体积而使分子自由活动空真实气体因分子本身占有体积而使分子自由活动空间减小的数值）。是物质本身的一种特性常数，与间减小的数值）。是物质本身的一种特性常数，与温度无关，是温度无关，是1mol1mol硬球气体分子本身体积的硬球气体分子本身体积的4 4倍。倍。单位：单位：2(/)()mmp a VVbRT+-=ab0,mpV范德华方程：范德华方程：范德华常数范德华常数这时范德华方程这时范德华方程理想气体状态方程理想气体状态方程2022-12-262200ccmmTTppVV骣骣抖=桫桫范德华常数与临界参数的关系范德华常数与临界参数的关系2c

8、mmRTapVbV=-23223420()260()cccmmmTcmmmTRTpaVVbVRTpaVVbV骣-=+=-桫骣=+=-桫,23,8/27,/27mcccVbTaRbpab=,m cV,ccTp,a b2227/64,/8ccccaR TpbRTp=由于由于较难测准，一般以较难测准，一般以求算求算2022-12-26322223(1)(1)mmmmpVBBRTVVpVBpBpRT =+=+LL(),(),()B BC CD D0,mpV式中式中（括号内的数值趋近于（括号内的数值趋近于1 1）分别称为第二、第三、第四维里系数分别称为第二、第三、第四维里系数。它们都是温度的函数，并与气

9、体的本性有关。当它们都是温度的函数，并与气体的本性有关。当这时维里方程这时维里方程理想气体状态方程理想气体状态方程2022-12-261/2()()mmmapVbRTVb V T +-=+（1）R-K equation(Redlich and kwong)（2）B-W-R(Benedict-Webb-Rubin)方程方程（3）贝塞罗（贝塞罗（Berthelot）方程）方程 2/0002236232111()1mVmmmmmmCRTcpB RTAbRTaaaeVTVVVT VVgg-骣骣=+-+-+桫桫2()mmapVbRTTV骣+-=桫2022-12-26m()pVZRT真气真实气体真实气体

10、pV=ZnRT Z压缩因子压缩因子或或 pVm=ZRT对于理气，对于理气，Z=pVm(理气理气)/RT=1()()mmVZV真气理气2022-12-26 Z 1，Vm(真实真实)1，Vm(真实真实)Vm(理想理想)，难压缩难压缩 真实气体真实气体 Z 随温度、压力的种类而变化随温度、压力的种类而变化2022-12-26对比参数：对比参数：Tr=T/TC 对对比温度比温度 pr=p/pC对比压力对比压力Vr=V/VC对对比体积比体积对应状态原理对应状态原理各种不同的气体，只要两个各种不同的气体，只要两个对比参数相同，则第三个也相同。对比参数相同，则第三个也相同。不同气体的对比参数相同时，压缩因子也相同。不同气体的对比参数相同时，压缩因子也相同。2022-12-26