物理化学(冶金上册)2第一章.ppt

§1.3 气体的液化及临界参数 1.液体的饱和蒸气压 理想气体是不可液化的（因分子间没有相互作用力）；实际气体在一定的T、P时，气-液可共存达到平衡。 气液平衡时： 气体称为饱和蒸气 液体称为饱和液体 压力称为饱和蒸气压 水 乙醇 苯 t/℃ P*/kPa t/℃ P*/kPa t/℃ P*/kPa 20 2.338 20 5.671 20 9.9712 40 7.376 40 17.395 40 24.411 60 19.916 60 46.008 60 51.993 80 47.343 80 101.32 80 101.32 100 101.32 100 222.48 100 181.44 120 198.54 120 422.35 120 308.11 水、乙醇和苯在不同温度下的饱和蒸气压 纯液体的饱和蒸气压是温度的函数。 1.液体的饱和蒸气压 1.液体的饱和蒸气压 饱和蒸气压=外压的温度称为沸点。 p（环）越大，tb越大。 饱和蒸气压=101.325kPa时的温度称为正 常沸点。 液态混合物的饱和蒸气压除受温度影响以外，还受组成影响；同样，沸点除受压力之外，受组成影响。 1.液体的饱和蒸气压 T一定时： 如 ，B液体蒸发为气体，直到 如 ，B液体凝结为液体，直到 一般压力下，此规律不受气相中其它气体的影响。 相对湿度： 2.临界参数 因 ,T越大，p*越大 当 时 ,液相消失，加压不再使气体液化。 ：临界温度， 即使液体能够液化所允许的最到温度。 临界温度以上不再有液体存在， 曲线终止于临界温度； 2.临界参数 临界 参数 临界温度 临界压力 临界摩尔体积 临界温度 时的饱和蒸气压，即在 时使气体液化所需的最低压力叫临界压力。 在 ， 下物质的摩尔体积。 3.真实气体的 图及气体的液化 等温线的三种类型 :不可液化 :加压可液化 g1l1表示气液两相平衡共存的情况。 温度升高饱和蒸气压增大，气体摩尔体积压变小， 温度为T2时，水平线段短。 气体无论加多大压力，也不能变为液体，等温线为一光滑曲线。 左下方：液相区 右方：气相区 ：气-液两相 温度略高于临界点的状态为超临界流体。 §1.4 真实气体状态方程 pVm/J?mol-1 理想气体 温度相同时，不同气体的 有左边三种类型。 1.真实气体的 及波义尔温度 pVm/J?mol-1 同一气体在不同温度 也有三种 1.真实气体的 及波义尔温度 波义尔温度定义为： 每种气体都有自己的波义尔温度； 难液化(H2,He,N2) 低； 易液化(极性，大分子) 较高； 一般是 的2-2.5倍； 时，气体在几百kPa范围内符合 理想气体状态方程。 2.范德华方程 理想气体状态方程： 实质为： 分子间无相互作用力时气体的压力 1mol气体分子的自由活动空间 实际气体 ①分子间有相互作用力(主要是吸引长程力) 内部分子 靠近器壁的分子 分子间相互作用减弱了分子对器壁的碰撞 实际气体 所以： ②分子间本身占有体积 1mol真实气体的自由空间= :1mol分子由于自身所占体积的修正项， 气体分子本身体积的4倍； 将修正的压力和体积项引入理想气体方程： a,b为理想气体常数 当 (2)范德华常数与临界常数的关系 临界点时有： 将 温度时的 关系以范德华方程表示： 一阶、二阶求导，并令其导数为0，则： 联立求解，得： 由于 较难测准，故一般可由 ， 求a,b (2)范德华方程的应用 临界温度以上： 临界温度以下： 范德华方程与 等温线符合较好 气液共存区范德华方程计算出现一个极大值，一个极小值。 ,极大，极小逐渐靠拢 ,极大，极小合并 成拐点C。 S型曲线两端有过饱和蒸气和过热液体的含义。 用范德华方程计算，在已知T,p以及a和b求 需解一元三次方程， 有一个实根，两个虚根 :有三个相等的实根; :有一个实根，两个虚根 实根为 ; :有三个实根;最大值为 :或解得三个实根，最大值 为 ；或解得一个实根 二个虚根，实根为 在几个Mpa的中压范围内许多气体服从范德华方程。 最小值为 3.维里方程 B，C，D与B’, C’, D’分别为第二、第三、第四……维里系数。 当 §1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图 1.压缩因子 引入压缩因子来修正理想气体状态方程，描述实际气体的pVT性质，即 或 压缩因子定义为： 1.压缩因子 对于理想气体， ：比