應(yīng)用物理化學(xué)氣體

1、上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回應(yīng)用物理化學(xué)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回第一章第一章 氣體氣體上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回 本章本章重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn)l 氣體氣體的液化與的液化與臨界狀態(tài)臨界狀態(tài)l 壓縮因子壓縮因子與實(shí)際氣體的有關(guān)計(jì)算與實(shí)際氣體的有關(guān)計(jì)算。本章要點(diǎn)本章要點(diǎn)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回第一節(jié)第一節(jié) 理想氣體理想氣體第一章第一章 氣體氣體上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回 要研究氣體，描述氣體的狀態(tài)，就要用到要研究氣體，描述氣體的狀態(tài)，就要用到氣體的狀態(tài)函數(shù)。氣

2、體的狀態(tài)函數(shù)。 基本概念溫度壓力體積物質(zhì)的量前前 言言上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回前前 言言上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回前前 言言上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12物質(zhì)的量前前 言言上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一、理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式歷史背景歷史背景 蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)是機(jī)器工業(yè)的標(biāo)志。需要研究氣體。 限于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件和水平的限制，主要對(duì)象為低壓氣體。因此得出的規(guī)律主要適應(yīng)低壓氣體。低壓氣體三定律l 波義耳定律l 蓋呂薩克定律l 阿伏加德羅定律上

3、一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一、理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式1662年年，英國(guó)化學(xué)家波義耳提出：定量氣體在一定，英國(guó)化學(xué)家波義耳提出：定量氣體在一定溫度下其體積與壓力成反比，即溫度下其體積與壓力成反比，即n、T一定，一定，V1/ppcpbpa，由波義爾定律，由波義爾定律，相同相同T，V越高越高，p越小越?。?V1/p ）上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一、理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式18021802年，法國(guó)化學(xué)家蓋年，法國(guó)化學(xué)家蓋- -呂薩克提出：定量氣體在一定壓呂薩克提出：定量氣體在一定

4、壓力下其體積與熱力學(xué)溫度成正比，即力下其體積與熱力學(xué)溫度成正比，即n、p一定一定，VTTcTbTa ，相同相同p，T越高越高，V越高越高上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一、理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式18111811年，意大利年，意大利化學(xué)家阿佛加德羅化學(xué)家阿佛加德羅提出：在一定溫度、壓提出：在一定溫度、壓力下氣體體積與物質(zhì)的量成正比，即力下氣體體積與物質(zhì)的量成正比，即T、p一定一定，Vn上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一、理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式聯(lián)合三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，可得聯(lián)合三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，

5、可得VnT/p ，假如，假如R為比例為比例常數(shù)，可得常數(shù)，可得V=nRT/p ，即，即pV=nRT （R稱為通用稱為通用氣體常數(shù)氣體常數(shù)）理想氣體的特征理想氣體的特征（1 1）宏觀特征：符合）宏觀特征：符合pV=nRT理想氣體狀態(tài)方程；理想氣體狀態(tài)方程；（2 2）微觀特征：）微觀特征： 氣體分子間相互作用力可以忽略（無分子作用力）氣體分子間相互作用力可以忽略（無分子作用力） 氣體分子的體積可以忽略（分子本身不占體積）氣體分子的體積可以忽略（分子本身不占體積） 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一、理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，對(duì)于在

6、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，對(duì)于1mol氣體氣體，pV=nRT可以寫成可以寫成pVm=RT。精確測(cè)定實(shí)際氣體精確測(cè)定實(shí)際氣體Ne、O2、CO2的的pVm隨壓隨壓力力p p 的變化情況并繪出關(guān)系曲線。的變化情況并繪出關(guān)系曲線。(pVm)p0=2271.2(J.mol-1)R=8.314(J.K-1.mol-1)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一、理想氣體一、理想氣體狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式R的特點(diǎn)的特點(diǎn)：與：與壓力、體積的單位有關(guān)，與壓力、體積壓力、體積的單位有關(guān)，與壓力、體積的數(shù)值及氣體種類無關(guān)，因此，稱為通用氣體常數(shù)。的數(shù)值及氣體種類無關(guān)，因此，稱為通用氣體常數(shù)。上一內(nèi)容

7、上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12外推法應(yīng)用實(shí)例外推法應(yīng)用實(shí)例利用利用pV=nRT和外推法求實(shí)際氣體的摩爾質(zhì)量。和外推法求實(shí)際氣體的摩爾質(zhì)量。pV=nRT=(m/M)RTM=(m/V)(RT/p) =( /p)RT以實(shí)際氣體的以實(shí)際氣體的( /p)對(duì)對(duì)p作圖，將直線外推至作圖，將直線外推至p=0，求得求得( /p)p0，代代入入M= ( /p)RT即可。即可。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二二、理想氣體混合物中的分壓力和分體積理想氣體混合物中的分壓力和分體積定律定律總壓與分壓概念示意圖總壓與分壓概念示意圖總壓力總壓力p：混

8、合氣體整體對(duì)器壁所施加的壓力稱為總壓力混合氣體整體對(duì)器壁所施加的壓力稱為總壓力p。分壓力分壓力pB：在同一溫度下，各個(gè)氣體單獨(dú)存在并占有混合氣體在同一溫度下，各個(gè)氣體單獨(dú)存在并占有混合氣體的體積時(shí)對(duì)器壁所施加的壓力就是分壓力的體積時(shí)對(duì)器壁所施加的壓力就是分壓力pB 。道爾頓分壓力定律：道爾頓分壓力定律：混合氣體的總壓力等于各個(gè)氣體分壓力的混合氣體的總壓力等于各個(gè)氣體分壓力的總和。即總和。即p=p1+p2+pn n= =分壓定律適用于理想或低壓混合氣體。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二二、理想氣體混合物中的分壓力和分體積理想氣體混合物中的分壓力和分體積定

9、律定律由于各個(gè)別氣體均符合理想氣體狀態(tài)方程，即由于各個(gè)別氣體均符合理想氣體狀態(tài)方程，即 p1V=n1RT p1=n1 (RT/V) p2V=n2RT p2=n2 (RT/V) p=p1+p2=n1 (RT/V) +n2 (RT/V) =(RT/V)(n1+n2) /得得 p1=p.y1 /得得 p2=p.y2 對(duì)于對(duì)于n種氣體，種氣體，pB=p.yB。12111ynnnpp22122ynnnpp上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二二、理想氣體混合物中的分壓力和分體積理想氣體混合物中的分壓力和分體積定律定律總體積與分體積概念示意圖總體積與分體積概念示意圖總體

10、積總體積V：混合氣體整體所占有的體積稱為總體積混合氣體整體所占有的體積稱為總體積V。分體積分體積VB：在同一溫度下，各個(gè)氣體單獨(dú)存在并具有混合氣在同一溫度下，各個(gè)氣體單獨(dú)存在并具有混合氣體壓力時(shí)所占有的體積就是分體積體壓力時(shí)所占有的體積就是分體積VB 。阿瑪加分體積定律阿瑪加分體積定律：混合氣體的總體積等于各個(gè)氣體分體積的：混合氣體的總體積等于各個(gè)氣體分體積的總和?？偤?。 即即V=V1+V2+Vn=VB適用條件適用條件：理想或低壓混合氣體：理想或低壓混合氣體上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二二、理想氣體混合物中的分壓力和分體積理想氣體混合物中的分壓力和分

11、體積定律定律由于各個(gè)別氣體均符合理想氣體狀態(tài)方程，即由于各個(gè)別氣體均符合理想氣體狀態(tài)方程，即 pV1=n1RT V 1=(RT/p)n1 pV2=n2RT V 2=(RT/p)n2 V=V1+V2=(RT/p)n1+(RT/p)n2=(RT/p)(n1+n2) /得得 V1=V.y1 /得得 V2=V.y2 對(duì)于對(duì)于n種氣體，種氣體，VB=V.yB。12111ynnnVV22122ynnnVV上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二二、理想氣體混合物中的分壓力和分體積理想氣體混合物中的分壓力和分體積定律定律例 題在其中有兩隔板的容器中分別放有在其中有兩隔板的容

12、器中分別放有N2、H2 、O2三種氣三種氣體。這三種氣體的溫度體。這三種氣體的溫度T、壓力、壓力p和體積和體積V均相同。若均相同。若將兩隔板同時(shí)抽開，使氣體均勻混合，則將兩隔板同時(shí)抽開，使氣體均勻混合，則N2分壓力為分壓力為， H2 分壓力為，分壓力為， O2分壓力為；分壓力為； N2分體分體積為，積為， H2 分體積為，分體積為， O2分體積為。分體積為。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12第一章第一章 氣體氣體第二節(jié)第二節(jié) 實(shí)際氣體實(shí)際氣體上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一一、實(shí)際實(shí)際氣體對(duì)理想氣體的偏差氣體對(duì)理想

13、氣體的偏差研究實(shí)際氣體研究實(shí)際氣體對(duì)理想氣體偏對(duì)理想氣體偏差的原因是為差的原因是為了找出修正理了找出修正理想氣體狀態(tài)方想氣體狀態(tài)方程的根據(jù)，建程的根據(jù)，建立一種立一種壓力適壓力適用范圍更廣用范圍更廣的的實(shí)際氣體狀態(tài)實(shí)際氣體狀態(tài)方程。方程。 等溫下實(shí)際氣體與理想氣體的等溫下實(shí)際氣體與理想氣體的pV-p圖圖上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一一、實(shí)際實(shí)際氣體對(duì)理想氣體的偏差氣體對(duì)理想氣體的偏差實(shí)際氣體特點(diǎn)實(shí)際氣體特點(diǎn)宏觀宏觀：不符合：不符合pV=nRT理想氣體狀態(tài)方程。理想氣體狀態(tài)方程。微觀微觀：氣體分子間存在相互作用力：氣體分子間存在相互作用力 氣體氣體分子

14、本身具有體積。分子本身具有體積。分子間作用力是主要的，可分為吸引力和排斥力分子間作用力是主要的，可分為吸引力和排斥力兩個(gè)方面。兩個(gè)方面。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12分子間吸引力：范德華力分子間吸引力：范德華力一一、實(shí)際實(shí)際氣體對(duì)理想氣體的偏差氣體對(duì)理想氣體的偏差定向力定向力：存在于極性分子之間：存在于極性分子之間,由于由于極性分極性分子子的正的正、負(fù)電荷負(fù)電荷中心不重合引起中心不重合引起的的。定向力與分子間距離的定向力與分子間距離的7次方成反比次方成反比溫度越高，定向力越溫度越高，定向力越小小誘導(dǎo)誘導(dǎo)力力：存在于極性和非極性分子之間，：存在于極性和非

15、極性分子之間，當(dāng)當(dāng)極性分子與非極性分子極性分子與非極性分子相互接近時(shí)，非相互接近時(shí)，非極性分子在極性極性分子在極性分子固有分子固有偶極的作用下，偶極的作用下，發(fā)生極化，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，然后誘導(dǎo)偶極發(fā)生極化，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，然后誘導(dǎo)偶極與固有偶極相互吸引而產(chǎn)生分子間的與固有偶極相互吸引而產(chǎn)生分子間的作用作用力力。大小隨極性分子強(qiáng)度的增大而增大大小隨極性分子強(qiáng)度的增大而增大誘導(dǎo)力與分子間距離的誘導(dǎo)力與分子間距離的7次方成反比次方成反比上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一一、實(shí)際實(shí)際氣體對(duì)理想氣體的偏差氣體對(duì)理想氣體的偏差色散力色散力：由電子在核外運(yùn)動(dòng)的不均勻性產(chǎn)生

16、的由電子在核外運(yùn)動(dòng)的不均勻性產(chǎn)生的。l極性分子、非極性分子及其相互之間皆存在色散力極性分子、非極性分子及其相互之間皆存在色散力l色散力與分子間距離的色散力與分子間距離的7 7次方成反比次方成反比l色散力與分子量有關(guān)，分子量越大，色散力越大。色散力與分子量有關(guān)，分子量越大，色散力越大。對(duì)于高對(duì)于高分子，色散力是主要的分子，色散力是主要的分子間作用力分子間作用力上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一一、實(shí)際實(shí)際氣體對(duì)理想氣體的偏差氣體對(duì)理想氣體的偏差l當(dāng)當(dāng)r=r0時(shí)，分子間的引力和時(shí)，分子間的引力和斥力平衡斥力平衡。l當(dāng)當(dāng)r r0時(shí)，分子間的引力大時(shí)，分子間的引

17、力大于斥力，合力表現(xiàn)為于斥力，合力表現(xiàn)為引力。引力。l當(dāng)距離再加大，分子間的當(dāng)距離再加大，分子間的引力和斥力都減小，當(dāng)引力和斥力都減小，當(dāng)r10-9m（約分子直徑的（約分子直徑的10倍），倍），分子間的作用力就小到可以分子間的作用力就小到可以忽略忽略了。了。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12現(xiàn)象現(xiàn)象：在：在abc段段 (pV)實(shí)實(shí) (pV)理理解釋解釋：在：在abc段，壓力段，壓力p較低，分子較低，分子間距離較大，分子間主要是吸引力，間距離較大，分子間主要是吸引力，導(dǎo)致導(dǎo)致V實(shí)實(shí)V理理，在相同壓力下，在相同壓力下(pV)實(shí)實(shí)V理理，在相同壓力下，在相同壓力

18、下(pV)實(shí)實(shí) (pV)理理。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二二、實(shí)際實(shí)際氣體狀態(tài)方程式氣體狀態(tài)方程式引引 言言 由于實(shí)際氣體和理想氣體的差別在于由于實(shí)際氣體和理想氣體的差別在于實(shí)際氣實(shí)際氣體存在分子間作用力體存在分子間作用力，而且，而且實(shí)際氣體分子體積不實(shí)際氣體分子體積不能忽略能忽略，因此，可以對(duì)理想氣體狀態(tài)方程式中的，因此，可以對(duì)理想氣體狀態(tài)方程式中的壓力和體積進(jìn)行校正，使之符合實(shí)際氣體的壓力和體積進(jìn)行校正，使之符合實(shí)際氣體的p、V、T行為，從而產(chǎn)生了實(shí)際氣體的狀態(tài)方程式。行為，從而產(chǎn)生了實(shí)際氣體的狀態(tài)方程式。 范德華方程范德華方程就是考慮了實(shí)際氣

19、體與理想氣體就是考慮了實(shí)際氣體與理想氣體的差別，由簡(jiǎn)單的理想氣體狀態(tài)方程式引入壓力的差別，由簡(jiǎn)單的理想氣體狀態(tài)方程式引入壓力改正項(xiàng)和體積改正項(xiàng)而得到的適用于中壓實(shí)際氣改正項(xiàng)和體積改正項(xiàng)而得到的適用于中壓實(shí)際氣體的狀態(tài)方程。體的狀態(tài)方程。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二二、實(shí)際實(shí)際氣體狀態(tài)方程式氣體狀態(tài)方程式1、壓力修正項(xiàng)、壓力修正項(xiàng)v 壓力是氣體分子壓力是氣體分子碰撞器壁的結(jié)果。碰撞器壁的結(jié)果。v 碰撞器壁的實(shí)際氣體分子碰撞器壁的實(shí)際氣體分子,由于受到氣體分子的吸引由于受到氣體分子的吸引,導(dǎo)致壓導(dǎo)致壓力減少力減少,使得使得p實(shí)際實(shí)際 Tc 時(shí)，液相消失

20、，無時(shí)，液相消失，無論加多大壓力論加多大壓力，不再可使氣體液化。不再可使氣體液化。臨界溫度臨界溫度Tc使氣體能夠液化所允許使氣體能夠液化所允許的最高溫度的最高溫度；臨界壓力臨界壓力pc在在Tc時(shí)使氣體液化所需時(shí)使氣體液化所需要的最低壓力；要的最低壓力；臨界體積臨界體積Vc在在Tc、 pc下下1mol氣體的氣體的體積。體積。 臨界參變量是物質(zhì)的特性常數(shù)。臨界參變量是物質(zhì)的特性常數(shù)。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12一些物質(zhì)的臨界參變量一些物質(zhì)的臨界參變量上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二、二、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理上

21、一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二、二、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二、二、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理T Tc 時(shí)時(shí): : Vm有一有一個(gè)實(shí)根，兩個(gè)虛根，個(gè)實(shí)根，兩個(gè)虛根，虛根無意義虛根無意義；T Tc時(shí)：如時(shí)：如 p = p1 ：有三個(gè)實(shí)根，有三個(gè)實(shí)根，最大值為最大值為V3，最小值為最小值為V1 ；T = Tc 時(shí)時(shí): : 如如 p = pc ：Vm 有三個(gè)相有三個(gè)相等的實(shí)根等的實(shí)根Vm,c 。出現(xiàn)出現(xiàn)3個(gè)重根的條件是個(gè)重根的條件是： 臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)范德華方程式：范德華方程式：0)(3CVV

22、上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二、二、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理(3) (2) (1) 3233cccccccVpabVpaVpRTb2272783baPRbaTbVcccCCPTRa22.6427CCPRTb81cccTVPR38或或RbaTbapbVccc2782732上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二、二、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理將將a、b、R與臨界參變量的關(guān)系式代入范德華方程式可得：與臨界參變量的關(guān)系式代入范德華方程式可得：ccccTTVVVVpp81)(332令：令：crppp crVVVcrTTT對(duì)比壓

23、力對(duì)比壓力 對(duì)比體積對(duì)比體積對(duì)比溫度對(duì)比溫度rrrrTVVp8)13)(3(2范德華對(duì)比狀態(tài)方程式：范德華對(duì)比狀態(tài)方程式：上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12二、二、對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理l 由由對(duì)比狀態(tài)方程可知，對(duì)比狀態(tài)方程可知，pr、Vr相同，相同，Tr也相同。若也相同。若pr 、 Vr 、 Tr相同，則氣體處在對(duì)應(yīng)狀態(tài)。相同，則氣體處在對(duì)應(yīng)狀態(tài)。l 組成組成、結(jié)構(gòu)、分子大小相近（如、結(jié)構(gòu)、分子大小相近（如N2，O2等）的物質(zhì)，等）的物質(zhì)，當(dāng)處在對(duì)應(yīng)狀態(tài)時(shí)，則它們性質(zhì)（如粘度、密度、壓當(dāng)處在對(duì)應(yīng)狀態(tài)時(shí)，則它們性質(zhì)（如粘度、密度、壓縮性等）之間有簡(jiǎn)單的關(guān)

24、系（如相等、成正比或反比縮性等）之間有簡(jiǎn)單的關(guān)系（如相等、成正比或反比等），這就是等），這就是對(duì)應(yīng)狀態(tài)定律對(duì)應(yīng)狀態(tài)定律。l 用途用途：可由一些氣體的性質(zhì)推測(cè)另一些氣體的性質(zhì)。：可由一些氣體的性質(zhì)推測(cè)另一些氣體的性質(zhì)。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12第一章第一章 氣體氣體第四節(jié)第四節(jié) 壓縮因子壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算與實(shí)際氣體計(jì)算上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算引入引入壓縮因子壓縮因子 Z 來修正理想氣體狀態(tài)方程，以描述實(shí)際氣來修正理想氣體狀態(tài)方程，以描述實(shí)際氣體的體的 pV

25、T 性質(zhì)性質(zhì)，是最簡(jiǎn)便，適用壓力范圍也較廣的方法，是最簡(jiǎn)便，適用壓力范圍也較廣的方法。（P V ）實(shí)際實(shí)際= Z n R TZ Z稱為壓縮因子稱為壓縮因子理實(shí)pVpVnRTpVZ壓縮因子可表示實(shí)際氣體壓縮因子可表示實(shí)際氣體PVPV值對(duì)理想氣體值對(duì)理想氣體PVPV值偏差的大小值偏差的大小，用來說明真實(shí)氣體偏離理想行為的程度。，用來說明真實(shí)氣體偏離理想行為的程度。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與對(duì)比狀態(tài)參數(shù)的關(guān)系壓縮因子與對(duì)比狀態(tài)參數(shù)的關(guān)系rrrccccccTTVVppTVPRTVPTVpRRTpVZcc

26、crrrrrrcTVpccTVPTVPTVpccc8338Tc,pcT,pTrprrrrrTVVp81332VrrrrTVpZ83Tr prZ上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算Z Z的數(shù)值通常的數(shù)值通常是由是由壓縮因子圖查得。壓縮因子圖查得。從從壓縮因子與對(duì)比壓縮因子與對(duì)比狀態(tài)參數(shù)的定義狀態(tài)參數(shù)的定義可可以以看到，若氣體有看到，若氣體有相同相同的的p pr r 、V Vr r 、T Tr r ，則則Z Z相同相同( (即即對(duì)應(yīng)狀態(tài)定律對(duì)應(yīng)狀態(tài)定律) )。因此可根據(jù)一些氣因此可根據(jù)一些氣體的數(shù)據(jù)，計(jì)算它體的數(shù)據(jù)，計(jì)

27、算它們?cè)诓煌瑢?duì)比狀態(tài)們?cè)诓煌瑢?duì)比狀態(tài)下的壓縮因子，就下的壓縮因子，就可作成壓縮因子圖?？勺鞒蓧嚎s因子圖。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子圖的應(yīng)用壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算 1、已知、已知p、T求求Vm、Z 2、已知已知p、V求求Z、T 3、已知已知T、V求求Z、p上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算( (此時(shí)用范德華方程較困難，而用壓縮因子圖容易此時(shí)用范德華方程較困難，而用壓縮因子圖容易) )上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回20

28、22-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算例例1：已知二氟二氯甲烷（：已知二氟二氯甲烷（CF2Cl2）的臨界參數(shù)為的臨界參數(shù)為Tc=385.0K，pc=4123.9kPa，試用壓縮因子圖計(jì)算試用壓縮因子圖計(jì)算T=366.5K、p=2067kPa條件下該氣體的摩爾體積條件下該氣體的摩爾體積Vm。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算2、已知、已知p、V，求求Z、TvpV=ZnRT Z=pV/(nRTc Tr ) 作作Zk/Tr關(guān)系圖關(guān)系圖v在在pr一定時(shí)，查壓縮因子圖，得到一系列點(diǎn)（一定時(shí)，查壓縮因子圖

29、，得到一系列點(diǎn)（Zi, Tr,i），），再作再作ZTr圖圖v兩圖交點(diǎn)為所求兩圖交點(diǎn)為所求Z與與Tr 。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算例例2: 6.02mol的甲烷氣體，壓力為的甲烷氣體，壓力為140atm,體積為體積為1L，試試求其溫度。求其溫度。 解：可查得解：可查得tc=-82.62 ，pc=45.36atmrrcrcrTTTRTpnVnRTpVZppp488. 1)62.8215.273(08206. 002. 61401086. 336.45140上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算壓縮因子與實(shí)際氣體計(jì)算Pr=3.086時(shí)，時(shí)，Z值與值與Tr的實(shí)際關(guān)系可由壓縮因圖查得為的實(shí)際關(guān)系可由壓縮因圖查得為Tr1.31.41.61.8Z0.640.720.830.9400.20.40.60.811.21.41.21.41.61.82TrZZ=1.488/Tr插圖Tr=1.69T=TrTc=322K上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄O返回2022-6-12壓縮因