物理化学第一章气体的pVT性质.ppt

PhysicalChemistryCAI物理化学教学课件*Chapter1气体的pVT性质§1.1 理想气体状态方程§1.2理想气体混合物§1.3气体的液化与临界现象§1.4真实气体状态方程*Preface:讨论两个问题？一、为何要研究物质的p、V、T行为?物质状态 宏观性质g,l,sp,V,T,U,(H,S,G,A)确定决定p、V、T：是任何物质最基本的物理性质。*p、V、T特征：1.有非常明确物理意义：作用于单位面积上的压力；物质或物体所占空间的大小；物体冷热程度的物理量，微观上讲是物体分子热运动的剧烈程度。2.可以直接测定；（压力计、容量计、温度计）3.对于一定量的纯物质，p、V、T之间有相互依存关系——(i)p、V、T中只要确定任意两个，另一个性质也就随之确定；(ii)掌握了p、V、T的变化，就可推算出其它性质的变化。*二、为什么首先要研究气体的p、V、T性质？ g,l,s1.气体的优越性——在同温、同压下，等物质的量的气体体积比液体、固体体积大得多，因此气体分子间距比液、固体大得多，气体分子本身体积就可忽略；而且气体分子间作用力较液体、固体小得多。所以气体的性质相对液、固体要简单得多，人们对其研究起来也就最方便，也最完美。2.液、固体的复杂性——液、固体的分子间作用力较大，研究较复杂，甚至无法研究。人们常利用气体的一些性质，并加以修正，来处理液、固体行为，亦能得到令人满意结果。*§1.1 理想气体状态方程1.理想气体状态方程——经验方程 数学方程式：pV=nRTpVm=RTpV=nRT方程可在无任何理论指导下,由： 波义耳定律（n，T一定）pV=常数 盖·吕萨克定律（n，p一定）V/T=常数阿佛加德罗定律（T，p一定）V/n=常数三个定律为基础，进一步关联而得。=====与气体种类无关=====采用SI单位：p—pa、T—K、V—m3、n—mol、R=8.314J?mol-1?K-1*2．理想气体的定义及微观模型理想气体的定义（多种表述）：(1)pV=nRT所反映的气体的pVT行为称为理想气体行为。或：(2)?凡在任何条件下，均服从pV=nRT行为的气体称为理想气体。=====pV=nRT是理想气体的数学模型=====对真实气体：在p?0的极限条件下，各实际气体均服从pV=nRT数学模型,压力越低，方程越准确。理想气体的微观模型：（理想气体的两个特征）（1）气体分子是无体积的质点（2）分子间无作用力理想气体：是一种分子本身没有体积、分子之间无相互作用力的气体。*3．理想气体状态方程的应用(1)?pV=nRT方程关联了四个物理量，知其中三个，可求第四个；对于一定量的纯物质（n一定），知其中两个，可求另一个。(2)在特定条件下pV=nRT可还原成：

波义耳定律pV=常数

盖吕萨克定律V/T=常数

阿佛加德罗定律V/n=常数(3)?pV=nRT只能近似描述实际低压气体(p1MPa)的行为，否则需校正。*4.摩尔气体常数R事实上，pV=nRT、pVm=RT只近似反映真实气体在低压下的形为。但对各气体可进行精确测定，做pVm-p等温线图（在273.15K）。描点法外推法2271.1图1-1气体的pVm-p等温线图*（1）可知同一气体在不同的条件下偏离pVm=RT程度也不同。从图中可看出：压力越低，气体的pVT行为越接近于pVm=RT。（2）将不同气体的pVm-p等温图，外推至p=0，得pVm趋近于一定值：2271.1J?m