浙江科技大学：《物理化学》课程教学资源（教案讲义）第一章 气体的PVT行为

第一章浙江科技学院物理化学教案第一章气体的PVT性质主要内容●理想气体状态方程及模型Dalton定律与Amagat定律●实际气体的PVT性质●范德华方程●实际气体的液化与临界性质●对应状态原理与压缩因子图1.1理想气体状态方程PV= nRT（理想气体状态方程）PVm=RT(n=1mol)PV= (m/M) RTP1V1/T1=P2V2/T2PV= (m/Mmix )RTMmix= yBMByB=nB/EnBm=nBMB(PVm) p-0=RTR= (PVm)p+0/T=8.314J.mo1-1.K-1R=lim(PVm)/T理想气体定义与模型def.：在任何温度、压力下均服从PV=nRT的气体模型：（1）分子本身无体积；（2）分子间无相互作用力1.2Dalton定律和Amagat定律1.Dalton定律与分压力混合气体的总压力=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（适用于理想气体）P=EPBPB=yBP(适用于任何气体）分压力PB是它的摩尔分数yB与混合气体的总压力P之积2.Amagat定律混合气体的总体积=各组分单独存在于混合气体的温度、压力条件下产生体积的总和（适用于理想气体）V=VB（适用于理想气体）混合气体的分体积VB：是B物质单独存在于混合气体的温度、压力条件下占有的体积VB=yBV（适用于理想气体）1.3实际气体的PVT性质PVm=RTPVm=ZRTZ==PV/nRT=PVm/RT1

浙江科技学院 物理化学教案 第一章 第一章 气体的 PVT 性质 主要内容 ●理想气体状态方程及模型 ●Dalton 定律与 Amagat 定律 ●实际气体的 PVT 性质 ●范德华方程 ●实际气体的液化与临界性质 ●对应状态原理与压缩因子图 1.1 理想气体状态方程 PV= nRT (理想气体状态方程） PVm=RT (n=1mol) PV=(m/M)RT P1V1/T1=P2V2/T2 PV= (m/Mmix )RT Mmix=∑yBMB yB=nB/∑nB m=∑nBMB (PVm)p→0=RT R= (PVm)p→0/T=8.314J.mol-1.K-1 R=lim (PVm)/T 理想气体定义与模型 def.： 在任何温度、压力下均服从 PV=nRT 的气体 模型：（1）分子本身无体积； （2）分子间无相互作用力 1.2 Dalton 定律和 Amagat 定律 1.Dalton 定律与分压力 混合气体的总压力=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（适用于理想气体） P=∑PB PB= yBP (适用于任何气体) 分压力 PB 是它的摩尔分数 yB 与混合气体的总压力 P 之积 2. Amagat 定律 混合气体的总体积=各组分单独存在于混合气体的温度、压力条件下产生体积的总和（适用于理想气体） V=∑VB （适用于理想气体） 混合气体的分体积 VB ：是 B 物质单独存在于混合气体的温度、压力条件下占有的体积 VB = yBV（适用于理想气体） 1.3 实际气体的 PVT 性质 PVm=RT PVm=ZRT Z==PV/nRT=PVm/RT 1

第一章浙江科技学院物理化学教案Z《1，表示实际气体的Vm小于同样条件下的理想值，即比理想气体容易压缩；Z）1，表示实际气体的Vm大于同样条件下的理想值，即比理想气体难压缩；Z=1，理想气体1.4范德华方程(P+a/Vm) (Vm-b)= RT(P+na/v) (V-nb)= nRT1.5实际气体的液化与临界性质1.T>Tc任何P均不液化同一温度,Pt，偏离t同一压力，T+，偏离2.T<Tc, 21.5℃3.T=Tc，临界点Def.临界温度Tc临界压力Pc临界摩尔体积Vc4.a=27R°Tc/64Pc,b=RTc/8Pc1.6对应状态原理与压缩因子图1.对应状态原理Pr=P/Pc，Tr=T/Pc，Vr=V/Vcf (Pr, Vr, Tr)=0各气体在相同的Vr，Tr，则Pr也相等2.普遍化范德华方程P=(RT/Vm-b) -a/Vm2PrPc=(RTr.Tc/VrVc-b )-a/Vr2Vc2a=27RTc*/64Pcb=RTc/8PcPr=(8Tr/3Vr-1)-3/Vr2临界压缩因子Zc=PcVc/RTc=3/8（范德华方程）3.压缩因子图PV=nRTPV=ZnRTZ=PVm/RT=Pr.Pc.Vr.Vc/RTrTc=(Pc. Vc/RTc). PrVr/TrZ=Zc. PrVr/Tr实验证明：各气体Zc值非常接近Z=f (Pr. Tr)Hougen-Watson,通过实验→普遍化压缩1.P, T-Pr, Tr →Z -+PV=ZnRT2. T, V--P3. P, V-T2

浙江科技学院 物理化学教案 第一章 Z〈1，表示实际气体的 Vm 小于同样条件下的理想值，即比理想气体容易压缩； Z〉1，表示实际气体的 Vm 大于同样条件下的理想值，即比理想气体难压缩； Z=1, 理想气体 1.4 范德华方程 (P+a/Vm2 )(Vm-b)= RT (P+n2 a/V2 )(V-nb)= nRT 1.5 实际气体的液化与临界性质 1.T>Tc 任何 P 均不液化 同一温度,P↑,偏离↑ 同一压力,T↓,偏离↑ 2.T<Tc, 21.5℃ 3.T=Tc, 临界点 Def. 临界温度 Tc 临界压力 Pc 临界摩尔体积 Vc 4.a=27R2 Tc2 /64Pc ,b=RTc/8Pc 1.6 对应状态原理与压缩因子图 1.对应状态原理 Pr=P/Pc, Tr=T/Pc, Vr=V/Vc f(Pr,Vr,Tr)=0 各气体在相同的 Vr,Tr,则 Pr 也相等 2.普遍化范德华方程 P=(RT/Vm-b) -a/Vm2 PrPc=(RTr.Tc/VrVc-b )-a/Vr2Vc2 a=27R2 Tc2 /64Pc b=RTc/8Pc Pr=(8Tr/3Vr-1)-3/Vr2 临界压缩因子 Zc=PcVc/RTc=3/8 (范德华方程) 3.压缩因子图 PV=nRT PV=ZnRT Z=PVm/RT =Pr.Pc.Vr.Vc/RTrTc =(Pc.Vc/RTc).PrVr/Tr Z=Zc.PrVr/Tr 实验证明:各气体 Zc 值非常接近 Z=f(Pr.Tr) Hougen-Watson,通过实验→普遍化压缩 1.P,T→Pr,Tr →Z →PV=ZnRT 2.T,V→P 3.P,V→T 2