文档介绍：第一章
气体的PVT关系
§ 理想气体状态方程
一、物质的三态
气体
液体
固体
二、理想气体模型
流体
凝聚态
等温压缩率
体膨胀系数
(1)分子间无相互作用力
(2)分子本身不占体积
三、理想气体状态方程
一、道尔顿分压定律
§ 理想气体混合物
适用于任意状态的某一组份B的分压求算
适用于理想气体、低压下的真实气体
+
P,T, V,
nA+nB
PA,T, V,nA
PB,T, V,nB
某一组分B的分压等于该组分单独存在于混合气体的温度T及总体积V的条件下所具有的压力。
二、阿马加分体积定律
+
P,T,(VA*+VB* )
nA+nB
P,T, VA*
nA
P,T, VB*
nB
适用于理想气体、低压下的真实气体
§ 气体的液化及临界参数
一、几个基本概念
1、饱和蒸气压
2、沸点、正常沸点
3、相对湿度:大气中水蒸气的压力与其饱和蒸气压的比值。
(注:固体同样存在饱和蒸汽压,同样有升华与凝华现象。)
某一组分B的分体积等于该组分单独存在于混合气体的温度T及总压p的条件下所占有的体积。
4、临界参数---物质的特性参数
(1)临界温度(Tc):气体能够液化所允许的最高温度;
(2)临界压力(PC):临界温度TC时的饱和蒸气压;
(或在临界温度下使气体液化所需的最低压力)
(3)临界摩尔体积(Vm,c):临界温度和临界压力下,物质的摩尔体积。
5、临界状态和超临界流体
(1)临界状态( TC , PC ,Vm,c ):气液界面消失。
(2)超临界状态(流体):温度、压力略高于临界点的状态。
特征:密度大,溶解性能好。
(当恒温变压时,体积变化很大,改变了溶解性能。应用于超临界萃取技术。)
T
P
O
B
A(临界点)
C
609Pa

×108Pa
×107Pa
374 ℃
( 647K )
水
冰
水汽
水的相图:
二、真实气体的p-Vm图及气体的液化(p16)
T1>Tc
T1=Tc
T1<Tc
P
Vm
C
一、真实气体的PVm - P图及波义耳温度
1、pVm - p图
2、波义耳温度TB
每一种气体都有自己的波义耳温度,在该温度下,气体在几百千帕的压力范围内可较好地符合理想气体方程。
pVm
p
T > TB
T = TB
T < TB
§ 真实气体的状态方程
二、真实气体的状态方程
●纯经验公式
●有一定物理模型基础的半经验方程
1、范德华方程
用硬球模型来处理真实气体,提出了压力修正项及体积修正项。
内压力,压力较正项
体积修正项
适用范围:一般为几个兆帕的中压力范围的真实气体。
2、范德华常数与临界参数

各种气体的范德华常数a、b,可由实验测定的pVT数据拟合得出,也可通过气体的临界参数求取。

由此可见,由范德华方程推导所得的常数a、b均与温度无关,只与气体种类有关。但范德华方程是一种简化了的真实气体的数学模型,精确测定表明a、b均与温度有关。
尽管如此,范德华方程提供了一种真实气体的简化模型,从理论上分析了真实气体与理想气体的区别,是公认的处理真实气体的经典方程;他的思想与方法为以后建立某些更准确的真实气体状态方程奠定了一定的基础。