文档介绍：第一章气体的 pvT 关系一、理想气体状态方程 pV= ( m/M ) RT=nRT ( ) 或 pV m=p (V/n ) =RT ( ) 式中 p、V、T及n的单位分别为 P a、m 3、K及 mol 。V m=V/n 称为气体的摩尔体积,其单位为 m 3· mol 。 R= · mol -1·K -1称为摩尔气体常数。此式适用于理想,近似于地适用于低压下的真实气体。二、理想气体混合物 ( ) pV=nRT= (? B Bn ) RT pV=mRT/M mix ( ) 式中 M mix 为混合物的摩尔质量, 其可表示为 M mix def? B By M B () M mix =m/n= ? B Bm /? B Bn ( ) 式中 M B为混合物中某一种组分 B的摩尔质量。以上两式既适用于各种混合气体,也适用于液态或固态等均匀相混合系统平均摩尔质量的计算。 p B=n B RT/V=y Bp ( ) P=? B Bp () 理想气体混合物中某一种组分 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。而混合气体的总压即等于各组分单独存在于混合气体的温度、体积条件下产生压力的总和。以上两式适用于理想气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。 V B *=n B RT/p=y BV ( ) V= ∑V B *( ) V B *表示理想气体混合物中物质 B 的分体积,等于纯气体 B在混合物的温度及总压条件下所占有的体积。理想气体混合物的体积具有加和性,在相同温度、压力下,混合后的总体积等于混合前各组分的体积之和。以上两式适用于理想气体混合系统,也近似适用于低压混合系统。三、临界参数每种液体都存在有一个特殊的温度,在该温度以上,无论加多大压力,都不可能使气体液化,我们把这个温度称为临界温度,以T c或t c表示。我们将临界温度 T c时的饱和蒸气压称为临界压力,以 p c表示。在临界温度和临界压力下,物质的摩尔体积称为临界摩尔体积,以 V m,c 表示。临界温度、临界压力下的状态称为临界状态。四、真实气体状态方程 ( p+a/V m 2)(V m -b)=RT () 或( p+an 2/V 2) (V-nb)=nRT () 上述两式中的 a和b可视为仅与气体种类有关而与温度无关的常数, 称为范德华常数。a的单位为 Pa ·m 6· mol ,b的单位是 m 3 mol. -1。该方程适用于几个兆帕气压范围内实际气体 p、V、T的计算。 Z(p , T)=1+Bp+Cp+Dp+ …( ) 或 Z(V m, ,T)=1+B/V m+C / V m 2+D/ V m 3+…( ) 上述两式中的 Z均为实际气体的压缩因子。比例常数 B’,C ’,D ’…的单位分别为 Pa -1, Pa -2 ,Pa -3…;比例常数 B,C,D …的单位分别为摩尔体积单位[V m]的一次方,二次方,三次方…。它们依次称为第二,第三,第四……维里系数。这两种大小不等,单位不同的维里系数不仅与气体种类有关,而且还是温度的函数。该方程所能适用的最高压力一般只有一两个 MPa ,仍不能适用于高压范围。五、对应状态原理及压缩因子 Z def PV/( nRT ) =pV m /(RT) ( ) 压缩因子Z是个量纲为1的纯数, 理想气体的压缩因子恒为 1。一定量实际气体的压缩因子不仅与气体的 T,P 有关,而且还与气体的性质有关。在任意温度下的任意实际气体,当压力趋于零时,压缩因子皆趋于 1。此式适用于纯实际气体或实际气体混合系统在任意 T,p下压缩因子的计算。 P r =p/p c () V r=V m/V m,c () T=T/T c () p r、V r、T c分别称为对比压力、对比体积和对比温度,又统称为气体的对比参数,三个量的量纲均为 1。各种不同的气体,只要有两个对比参数相同,则第三个对比参数必定(大致) 相同,这就是对应状态原理。第二章热力学第一定律一、热力学基本概念 ,是指状态所持有的、描述系统状态的宏观物理量,也称为状态性质或状态变量。系统有确定的状态,状态函数就有定值;系统始、终态确定后,状态函数的改变为定值; 系统恢复原来状态,状态函数亦恢复到原值。 ,无论系统与环境是否完全隔离,系统各个相的宏观性质均不随时间发生变化,则称系统处于热力学平衡态。热力学平衡须同时满足平衡( △