文档介绍：第二章第二章气体、液体和溶液气体、液体和溶液
理想气体及相关定律理想气体及相关定律
实际气体和实际气体和vanvan derder WaalsWaals方程方程
气体分子运动论简介气体分子运动论简介
相变与相平衡相变与相平衡
相图相图
液体和液晶的基本性质液体和液晶的基本性质
溶液浓度与溶解度溶液浓度与溶解度
非电解质稀溶液和电解质溶液非电解质稀溶液和电解质溶液
理想气体及相关定律理想气体及相关定律
理想气体的概念及理想气体状态方程
理想气体的概念:温度不太低,压力不太高的稀薄气体。
两点基本假设:
(1) 分子间距离很远,相互作用力可忽略不计;
(2) 分子自身的体积很小,与气体所占体积相比,可忽略不计。
显然,理想气体并不存在。但当气压趋近于零时,可无限接近理想气体。
理想气体状态方程(The Ideal Gas Law):
pVpV == nRTnRT
式中 p:压力(压强,Pa或kPa); V:体积(dm3或cm3)
n:气态物质的量(摩尔,mol); R:摩尔气体常数,或叫普适气体恒量
TheThe GasGas ConstantConstant RR
PVPV
RR == == LL atmatm molmol-1 KK-1
nTnT
== mm3 PaPa molmol-1 KK-1
== JJ molmol-1 KK-1
相关单位换算:
1 Pa = 1 N⋅m-2
1 bar = 1×105 Pa = 100 kPa
1 atm = 760 mmHg = ×105 Pa ≈ 101 kPa ≈ Mpa
1 kPa⋅dm3 = 1 J = cal
1 cal = J
Boyle定律(1662):
Robert Boyle的J型玻璃管恒温气体压缩实验结果:
1
p ∝ pV = constant
V
即:温度恒定时,一定量气体的压力和它的体积的乘积为常数。
英国化学家波义耳
(1627-1691)
Charles (1787)-Gay-Lussac (1802)定律:
压力恒定时,一定量气体的体积与它的热力学温度成正比;或恒压时,一定
量气体的体积与温度的商值是恒量。即
V /V =(t+273)/273
VV ∝∝ TT VV == bb TT t 0
热力学温标概念的引出
Clapeyron方程
19世纪,法国科学家Clapeyron综合波义耳定律和Charles定律,把描述气
体状态的3个参量p, V, T归并于一个方程式。
基本方法是:将从p1, V1, T1 到p2, V2, T2的过程分解为2个步骤:
’
(1) 等温变化——从p1, V1, T1 到p2, V , T1
’
(2) 等压变化——再从p2, V , T1到p2, V2, T2
然后分别利用上述定律,通过V’将二者结合起来,即可得到
p1V1/T1 = p2V2/T2 = 恒量
到19世纪末,人们才普遍使用现行形式的理想气体状态方程式,也叫
Clapeyron方程
pVpV == nRTnRT
气体实验定律气体实验定律
(1) 气体化合体积定律(Gay-Lussac, 1808)
在恒温恒压下,气体反应中各气体的体积互成简单整数比。
道尔顿原子论无法解释
导致引出分子的概念
Avogadro假说(1811)与分子概念的提出
在相同的温度与相同的压力下,相同体积的气体所含分子
数目相等。
(2)(2) 分压的概念与道尔顿分压定律分压的概念与道尔顿分压定律
Dalton’s Law of Partial Pressure (1807)
在温度与体积恒定时,混合气体的总压力等于组分气
体分压力之和。某组分气体分压力等于该气体单独占有
总体积时,所表现的压力。
英国化学家道尔顿
(1766-1844)
分压力与分体积的计算分压力与分体积的计算
ptot = pa + pb + …
p n RT/V na
a = a tot =
ntot
ptot ntotRT/Vtot
Va = naRT/ptot 和 Vtot = Va + Vb + …
V n RT/p n
a = a t