气体状态方程PPT教案.pptx

会计学
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气体状态方程
联系 p、V、T 之间关系的方程称为状态方程
本章中主要讨论气体的状态方程
气体的讨论
理想气体
实际气体
物质的聚集状态
液体
固体
气体
V 受 T、p 的影响很大
V 受T、p 的影响较小（又称凝聚态）
概论：
§ 理想气体状态方程
1. 理想气体状态方程
低压气体定律：
（1）波义尔定律(,1662):
pV ＝ 常数 ( n ,T 一定）
（2）(J. Gay-Lussac,1808)：
V / T ＝ 常数 (n , p 一定)
（3）阿伏加德罗定律（A. Avogadro, 1811)
V / n ＝ 常数 (T, p 一定)
以上三式结合 理想气体状态方程
pV = nRT
单位：
p  Pa； V  m3； T  K； n  mol ；
R 摩尔气体常数 10 J  mol-1  K-1
理想气体状态方程也可表示为：
pVm=RT
pV = (m/M)RT
以此可相互计算 p， V， T， n， m， M，  (= m/ V)。
例：用管道输送天然气，当输送压力为2 kPa，温度为25 oC时，管道内天然气的密度为多少？假设天然气可看作是纯的甲烷。
解：M甲烷 ＝ ×10－3 kg ·mol-1

（1）分子间力
分子相距较远时，有范德华引力；
分子相距较近时，电子云及核产生排斥作用。
吸引力-
排斥力-
若用E代表分子间相互作用势能，有：
E吸引  －1/r 6
E排斥  1/r n
Lennard-Jones理论：n = 12
式中：A－吸引常数；B－排斥常数
E
0
r0
r
液体和固体的存在，正是分子间有相互吸引作用的证明；而液体和固体的难于压缩，又证明了分子间在近距离时表现出的排斥作用。
分子间的相互作用力为：
( 2 )理想气体模型
a) 分子间无相互作用力; b) 分子本身不占体积
（低压气体）p0  理想气体
理想气体定义：
在任何温度、压力下均服从 pV = nRT 的气体为理想气体
通常在几十个大气压以下，一般气体能满足理想气体方程。容易液化的气体，如水蒸气、氨 等适用的范围要窄些，难液化的气体，如氦、氢 等适用的范围要宽些。
3. 摩尔气体常数 R
R 是通过实验测定确定出来的。测定一定温度下，不同
压力 p 时的摩尔体积Vm ，然后将 pVm 对 p 作图，外推到
p  0 处求出 pVm ，而算得 R。
例：测 300 K 时，N2、He、H4， pVm - p 关系，作图
p  0时：
pVm = Jmol-1
R = pVm /T = Jmol-1K-1
p / MPa
N2
He
CH4
pVm/ J·mol-1
理想气体
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。
§ 理想气体混合物
1. 混合物的组成
(1) 摩尔分数 x 或 y定义为：物质 B 的物质的量与混合物总的物质的量的比。
xB (或 yB) def nB / nB () （量纲为 1 ）