理想气体状态方程.ppt

联系p、V、T之间关系的方程称为状态方程§1.1理想气体状态方程以上三式结合理想气体状态方程以此可相互计算p，V，T，n，m，M，(=m/V)。2.理想气体模型式中：A－吸引常数；B－排斥常数(2)理想气体模型3.摩尔气体常数R在压力趋于0的极限条件下，各种气体的行为均服从pVm=RT的定量关系，R是一个对各种气体都适用的常数。显然:xB=1,yB=12.理想气体状态方程对理想气体混合物的应用及pV=（m/Mmix)RT(1.2.4b)又m=mB=nBMB=nyBMB=nMmix
Mmix=m/n=mB/nB混合理想气体：理想气体混合物中某一组分B的分压pB等于该组分单独存在于混合气体的T、V时产生的压力。
而理想气体混合物的总压等于各组分单独存在于混合气体的T、V时产生的压力总和
道尔顿定律例1.2.1：今有300K，104.365kPa的湿烃类混合气体（含水蒸气的烃类混合气体），其中水蒸气的分压为3.167kPa，现欲得到除去水蒸气的1kmol干烃类混合气体，试求：(1)应从湿烃混合气体中除去水蒸气的物质的量；
(2)所需湿烃类混合气体的初始体积。(2)所求初始体积为V即：理想气体混合物中物质B的分体积VB*，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。阿马加定律表明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。§1.3气体的液化及临界参数饱和蒸气压首先由物质的本性决定。对于同一种物质，它是温度的函数，随温度升高而增大。相对湿度的概念：相对湿度＝2.临界参数Tc、pc、Vc统称为物质的临界参数。3.真实气体的p-Vm图及气体的液化(1)T<Tc(以T1为例）
气相线g1g´1:p升高，Vm下降
气液平衡线g1l1:加压，p*不变，gl,Vm下降
g1:对应饱和蒸气摩尔体积Vm(g)
l1:对应饱和液体摩尔体积Vm(l)
g1l1线上：气液共存。（2）T=Tc
随着温度上升T,l-g线缩短，说明Vm(g)与Vm(l)之差减小。
T=Tc时，l–g线变为拐点c
c：临界点；Tc临界温度；
pc临界压力；Vm,c临界体积(3)T>Tc
无论加多大压力，气态不再变为
液体，等温线为一光滑曲线。§1.4真实气体状态方程1.真实气体的pVm-p图及波义尔温度对任何气体都有一个特殊温度-波义尔温度TB，在该温度下，压力趋于零时，pVm-p等温线线斜率为零。波义尔温度定义为：每种气体有自己的波义尔温度；TB一般为Tc的2~2.5倍,T＝TB时，气体在几百kPa的压力范围内（几个大气压）符合理想气体状态方程。实际气体：1)分子间有相互作用力2)分子本身占有体积
1mol真实气体所能自由活动空间＝(Vm–b)
b：1mol分子由于自身所占体积,而使自由活动空间减小的值。由硬球模型可导出，b是1mol硬球气体分子本身体积的4倍，且b与气体温度无关。当p0,Vm,范德华方程理想气体状态方程(2)范德华常数与临界参数的关系联立求解，可得：(3)范德华方程的应用T>Tc时:Vm有一个实根，两个虚根，虚根无意义；
T=Tc时:如p=pc：Vm有三个相等的实根Vm,c；如ppc：有一个实根，二个虚根，实根为Vm；例1.4.1若甲烷在203K，2533.1kPa条件下服
从范德华方程，试求其摩尔体积它是Kammerling-Onnes于20世纪初提出的纯经验式，其形式有两种：维里方程后来用统计的方法得到了证明，成为具有一定理论意义的方程。
第二维里系数：反映了二分子间的相互作用对气体pVT关系的影响。第三维里系数：反映了三分子间的相互作用对气体pVT关系的影响。因此，由宏观pVT性质测定拟合得出的维里系数，可建立与微观上分子间作用势的联系。4.其它重要方程举例(2)B-W-R(Benedict-Webb-Rubin)方程§1.5对应状态原理及普适化压缩因子图压缩因子的定义为：现在,对于许多气体,直到高压下的pVT数据都可由文献或手册查出，可将某一温度下气体的pVT数据拟合Z–p曲线，再求出工作压力p下的Z值将压缩因子概念应用于临界点,得出临界压缩因子Zc:代入，可得：2.对应状态原理对比参数反映了气体所处状态偏离临界点的倍数。再代入3.普适化压缩因子图荷根(HongenO.A.)与华德生(WatsonK.M.)在20世纪40年代，用若干种无机、有机气体的实验值取平均，描绘出如图1.5.1的等Tr下Z=f(pr)曲线，称为双参数普遍化压缩因子图，如下：Tr较小时，pr增大，Z先，后，反映出气体低压易
压缩，高压难压缩。Tr<1的真实气体，Z-pr曲线在
某一pr处中断，因为气体加压到饱和蒸气压会液化。压缩因子图的应用需在压缩因子图上作辅助线例1.