第一章气体-精品文档资料.ppt

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1、 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1 1/46/461-1理想气体状理想气体状态态方程方程1-道道尔尔顿顿定律和阿定律和阿马马格定律格定律1-3真真实实气体状气体状态态方程方程1-4临临界状界状态态和和对应对应状状态态原理原理第一章第一章气体气体 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2 2/46/46 1-1 理想气体状理想气体状态态方程方程1、理想气体状、理想气体状态态方程方

2、程2、pn方程方程为为什么称什么称为为理想气体状理想气体状态态方程？方程？10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3 3/46/46低低压压气体定律：气体定律：（1）波）波义义尔尔定律定律(R.Boyle,1662):pV 常数常数 (n,T 一定）一定）（2）盖）盖.吕萨吕萨克定律克定律(J.Gay-Lussac,1808)：V/T 常数常数 (n,p 一定一定)（3）阿伏加德）阿伏加德罗罗定律（定律（A.Avogadro,1811)V/n 常数常数 (T,p 一定一定)1-1-1.理想气

3、体状理想气体状态态方程方程罗罗伯特伯特波波义义尔尔(1627-1691)10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！4 4/46/46以上三式以上三式以上三式以上三式结结结结合合合合 理想气体状理想气体状理想气体状理想气体状态态态态方程方程方程方程单单单单位：位：位：位：p p-PaPa；V V-mm3 3；T T-KK；n n-mol mol ；R R-摩摩摩摩尔尔尔尔气体常数气体常数气体常数气体常数 8.314 8.314 J J mol mol-1-1 K K-1-1 适用：适用：适用：适

4、用：压压压压力不太高，温度不太低的气体力不太高，温度不太低的气体力不太高，温度不太低的气体力不太高，温度不太低的气体 1-1-1.理想气体状理想气体状态态方程方程 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！5 5/46/46以此可相互以此可相互计计算算 p，V，T，n，m，M，。例例1：用管道用管道输输送天然气，当送天然气，当输输送送压压力力为为2 kPa，温度，温度为为25 oC时时，管道内天然气的密度，管道内天然气的密度为为多少？假多少？假设设天然气天然气可看作是可看作是纯纯的甲的甲烷烷。

5、解：解：M甲甲烷烷 16.04103 kg mol-1 1-1-1.理想气体状理想气体状态态方程方程 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！6 6/46/46 由由由由p pn n可知，无可知，无论论何种气体，何种气体，n n，四个参量中只要有三个相同，四个参量中只要有三个相同，四个参量中只要有三个相同，四个参量中只要有三个相同，则则则则第四个参量一定第四个参量一定第四个参量一定第四个参量一定相同。与气体的种相同。与气体的种相同。与气体的种相同。与气体的种类类类类和化学性和化学性和化学性和

6、化学性质质质质无关。无关。无关。无关。1-1-2.n n方程方程方程方程为为为为什么称什么称什么称什么称为为为为理想气体状理想气体状理想气体状理想气体状态态态态方程方程方程方程p/Pa101325251013250101328010132260222811926963表表表表1-1-11-1-14040下、下、下、下、1mol CO1mol CO2的的的的p p测测测测定定定定值值值值实际实际实际实际并非如此，并非如此，并非如此，并非如此，见见见见表表表表1-1-11-1-1。40 40下，下，下，下，PVPVm应应应应是个常数是个常数是个常数是个常数2603.5，但只有但只有但只有但只有10

7、1325Pa下的数据与理想气体方程下的数据与理想气体方程计计算一致，算一致，压压力越大偏差越力越大偏差越大。故只有低大。故只有低压压下才适用。下才适用。10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！7 7/46/46 因因为为方程中的方程中的V是气体自由活是气体自由活动动的空的空间间，低，低压压下下气体所占体气体所占体积积大，分子大，分子间间距离大，分子距离大，分子间间的相互作用的相互作用可忽略，分子本身的体可忽略，分子本身的体积积也可忽略。也可忽略。1-1-2.n n方程方程方程方程为为为为什么

8、称什么称什么称什么称为为为为理想气体状理想气体状理想气体状理想气体状态态态态方程方程方程方程理想气体理想气体：在任何温度、：在任何温度、压压力下均力下均服从服从 pV=nRT 的的气体气体为为理想气体。理想气体。理想气体模型理想气体模型a)分子分子间间无相互作用力无相互作用力;b)分子本身不占体分子本身不占体积积 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！8 8/46/46（低（低压压气体）气体）p0 理想气体理想气体 通常在几十个大气通常在几十个大气压压以下，一般气体能以下，一般气体能满满足

9、理想气足理想气体方程。体方程。理想气体客理想气体客观观是不存在的，但气体是不存在的，但气体P越低，越低，应应用理想用理想气体状气体状态态方程方程时时偏差就越小，由此而抽象出：偏差就越小，由此而抽象出：实际实际气体在气体在 P0 时时就就为为理想气体理想气体 1-1-2.n n方程方程方程方程为为为为什么称什么称什么称什么称为为为为理想气体状理想气体状理想气体状理想气体状态态态态方程方程方程方程 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！9 9/46/461-道道尔尔顿顿定律和阿定律和阿马马格定

10、律格定律、分、分、分、分压压压压力的定力的定力的定力的定义义义义与道与道与道与道尔尔尔尔顿顿顿顿定律定律定律定律、阿、阿、阿、阿马马马马格定律与分体格定律与分体格定律与分体格定律与分体积积积积概念概念概念概念、应应应应用用用用举举举举例例例例1 1、混合物、混合物、混合物、混合物组组组组成表示法成表示法成表示法成表示法 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1010/46/46 1.1 混合物混合物组组成表示法成表示法1.B 的摩的摩尔尔分数分数称为B的摩尔分数或物质的量分数单位为1混合物

11、中所有物质的量的加和组分B的物质的量nB 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1111/46/46 1.1 混合物混合物组组成表示法成表示法2.B 的体的体积积分数分数称为B的体积分数V VB B 混合前纯B的体积混合前各纯组分体积的加和 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1212/46/46 1.1 混合物混合物组组成表示法成表示法3.B 的的质质量分数量分数称为B的质量分数单

12、位为1B组分的质量混合物中所有物质质量的加和 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1313/46/461-2.分分压压力的定力的定义义与道与道尔尔顿顿定律定律即混合气体中某一即混合气体中某一组组分分B的分的分压压 等于它在混合气体等于它在混合气体中的摩中的摩尔尔分数分数 与与总压总压力力 的乘的乘积积。(1-2-1)（理想或非理想混合气体）（理想或非理想混合气体）(1-2-2)(理想或非理想混合气体）理想或非理想混合气体）1)分分压压力的定力的定义义混合气体（理想或非理想）中某一混合气体

13、（理想或非理想）中某一气体所气体所产产生的生的压压力或者某一气体力或者某一气体对总压对总压力的力的贡贡献。献。10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1414/46/46p pp p1 1p p2 2(1-2-2(1-2-2)（理想气体混合物）（理想气体混合物）（理想气体混合物）（理想气体混合物）若是理想气体混合物若是理想气体混合物若是理想气体混合物若是理想气体混合物理想气体混合物中某一理想气体混合物中某一理想气体混合物中某一理想气体混合物中某一组组组组分分分分B B的分的分的分的分压压压压

14、等于等于等于等于该组该组该组该组分分分分单单单单独存在独存在独存在独存在于混合气体的温度于混合气体的温度于混合气体的温度于混合气体的温度T T及体及体及体及体积积积积V V的条件下所具有的的条件下所具有的的条件下所具有的的条件下所具有的压压压压力。力。力。力。(n(n1 1+n n2 2)T VT Vn n1 1 T VT Vn n2 2 T VT V1-2 .分分压压力的定力的定义义与道与道尔尔顿顿定律定律2)道道道道尔尔尔尔顿顿顿顿定律定律定律定律 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步

15、！1515/46/46道道道道尔尔尔尔顿顿顿顿定律定律定律定律混合气体的混合气体的混合气体的混合气体的总压总压总压总压即等于各即等于各即等于各即等于各组组组组分分分分单单单单独独独独 存在于混合气体的温度、体存在于混合气体的温度、体存在于混合气体的温度、体存在于混合气体的温度、体积积积积条件下条件下条件下条件下产产产产生的生的生的生的 压压压压力的力的力的力的总总总总和。和。和。和。适用适用适用适用理想混合气体、理想混合气体、理想混合气体、理想混合气体、对对对对低低低低压压压压下真下真下真下真实实实实气体混合物也近似适用气体混合物也近似适用气体混合物也近似适用气体混合物也近似适用(1.2.9)

16、(1.2.9)（理想）（理想）（理想）（理想）式式式式(1.2.9)(1.2.9)对对对对低低低低压压压压下真下真下真下真实实实实气体混合物气体混合物气体混合物气体混合物适用。在高适用。在高适用。在高适用。在高压压压压下，分子下，分子下，分子下，分子间间间间的相互作用不可忽的相互作用不可忽的相互作用不可忽的相互作用不可忽视视视视，且混合物不同分子，且混合物不同分子，且混合物不同分子，且混合物不同分子间间间间的作用与的作用与的作用与的作用与纯纯纯纯气气气气体相同分子体相同分子体相同分子体相同分子间间间间的作用有差的作用有差的作用有差的作用有差别别别别，所以某气体，所以某气体，所以某气体，所以某气

17、体B B的分的分的分的分压压压压不再等于不再等于不再等于不再等于它它它它单单单单独存在独存在独存在独存在时时时时的的的的压压压压力，所以分力，所以分力，所以分力，所以分压压压压定律不再适用。定律不再适用。定律不再适用。定律不再适用。1-2 2.分分压压力的定力的定义义与道与道尔尔顿顿定律定律 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1616/46/461-2.阿阿马马格定律与分体格定律与分体积积概念概念(1-2-5)（理想或非理想混合气体）（理想或非理想混合气体）(1-2-3)(理想混合气体

18、理想混合气体理想混合气体理想混合气体）分体分体积积混合气体（理想或非理想）中某一气体所具混合气体（理想或非理想）中某一气体所具有的体有的体积积或者某一气体或者某一气体对总对总体体积积的的贡贡献。献。即混合气体中某一即混合气体中某一组组分分B的分体的分体积积 等于它的摩等于它的摩尔尔分数分数 与与总总体体积积 的乘的乘积积。阿阿阿阿马马马马格格格格分分分分体体体体积积积积定定定定律律律律：理理理理想想想想气气气气体体体体混混混混合合合合物物物物的的的的总总总总体体体体积积积积V V为为为为各各各各组组组组分分分分分体分体分体分体积积积积 V VB B之和之和之和之和.10/25/202210/2

19、5/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1717/46/46理理理理想想想想气气气气体体体体混混混混合合合合物物物物中中中中物物物物质质质质B B的的的的分分分分体体体体积积积积定定定定义义义义：纯纯纯纯气气气气体体体体B B 在在在在与与与与混合物具有相同的混合物具有相同的混合物具有相同的混合物具有相同的T T、P P时时时时所占有的体所占有的体所占有的体所占有的体积积积积。V VB B=n=nB BRT/P RT/P （理想混合气体）（理想混合气体）（理想混合气体）（理想混合气体）(1-2-4)1-2.阿阿马马格定

20、律与分体格定律与分体积积概念概念重要公式：重要公式：重要公式：重要公式：理想气体混合物理想气体混合物理想气体混合物理想气体混合物(1-2-6)高高高高压压压压下，混合前后气体体下，混合前后气体体下，混合前后气体体下，混合前后气体体积积积积一般将一般将一般将一般将发发发发生生生生变变变变化，阿化，阿化，阿化，阿马马马马格定律不再适用。格定律不再适用。格定律不再适用。格定律不再适用。这时这时这时这时需引入需引入需引入需引入偏摩偏摩偏摩偏摩尔尔尔尔体体体体积积积积的概念的概念的概念的概念进进进进行行行行计计计计算。（算。（算。（算。（见见见见第三章）第三章）第三章）第三章）、应应用用举举例例 例例1

21、.2.1 1.2.2 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1818/46/461-3真真实实气体状气体状态态方程方程1 1、真、真、真、真实实实实气体与理想气体的偏差气体与理想气体的偏差气体与理想气体的偏差气体与理想气体的偏差2 2、范德、范德、范德、范德华华华华方程方程方程方程 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！1919/46/46 当当当当压压压压力力力力较较较较高高高高时时

22、时时,理想气体状理想气体状理想气体状理想气体状态态态态方程不再适用。在修正理想方程不再适用。在修正理想方程不再适用。在修正理想方程不再适用。在修正理想气体状气体状气体状气体状态态态态方程的基方程的基方程的基方程的基础础础础上，就提出了真上，就提出了真上，就提出了真上，就提出了真实实实实气体状气体状气体状气体状态态态态方程。方程。方程。方程。描述真描述真描述真描述真实实实实气体的气体的气体的气体的 pVT pVT 关系的关系的关系的关系的方法：方法：方法：方法：1 1）引入）引入）引入）引入压缩压缩压缩压缩因子因子因子因子Z Z，修正理想气体状，修正理想气体状，修正理想气体状，修正理想气体状态态

23、态态方程方程方程方程2 2）引入）引入）引入）引入 p p、V V 修正修正修正修正项项项项，修正理想气体状，修正理想气体状，修正理想气体状，修正理想气体状态态态态方程方程方程方程3 3）使用）使用）使用）使用经验经验经验经验公式，如公式，如公式，如公式，如维维维维里方程，描述里方程，描述里方程，描述里方程，描述压缩压缩压缩压缩因子因子因子因子Z Z它它它它们们们们的的的的共同特点共同特点共同特点共同特点是在低是在低是在低是在低压压压压下均可下均可下均可下均可还还还还原原原原为为为为理想气体理想气体理想气体理想气体状状状状态态态态方程。方程。方程。方程。1-3-1真真实实气体与理想气体的偏差气

24、体与理想气体的偏差 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2020/46/46理想气体：理想气体：理想气体：理想气体：压缩压缩压缩压缩因子因子因子因子,量量量量纲为纲为纲为纲为一一一一1)1)压缩压缩压缩压缩因子因子因子因子Z Z1-3-1真真实实气体与理想气体的偏差气体与理想气体的偏差 理想气体方程不涉及不同气体的个性，而真理想气体方程不涉及不同气体的个性，而真理想气体方程不涉及不同气体的个性，而真理想气体方程不涉及不同气体的个性，而真实实实实气气气气体方程常含有与气体个性有关的参数。能

25、否提出体方程常含有与气体个性有关的参数。能否提出体方程常含有与气体个性有关的参数。能否提出体方程常含有与气体个性有关的参数。能否提出对对对对于于于于一般真一般真一般真一般真实实实实气体均适用的普遍化状气体均适用的普遍化状气体均适用的普遍化状气体均适用的普遍化状态态态态方程，是一个有意方程，是一个有意方程，是一个有意方程，是一个有意义义义义的的的的问题问题问题问题。真真真真实实实实气体气体气体气体:(1-3-1)10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2121/46/46Z1:真真实实气体比理

26、想气体气体比理想气体难难以以压缩压缩Z1:真真实实气体比理想气体易于气体比理想气体易于压缩压缩Z=1:理想气体理想气体Z Z的大小反映出真的大小反映出真的大小反映出真的大小反映出真实实实实气体与理想气体的偏差程度。求气体与理想气体的偏差程度。求气体与理想气体的偏差程度。求气体与理想气体的偏差程度。求出出出出Z Z就可就可就可就可进进进进行行行行计计计计算了算了算了算了,Z,Z的求法的求法的求法的求法见见见见下下下下节对应节对应节对应节对应状状状状态态态态原理。原理。原理。原理。1-3-1真真实实气体与理想气体的偏差气体与理想气体的偏差(1-3-2)10/25/202210/25/2022祝大家

27、学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2222/46/46见图见图见图见图1-3-11-3-1甲甲甲甲烷烷烷烷在不同温度下的在不同温度下的在不同温度下的在不同温度下的Z-PZ-P等温等温等温等温线线线线2)2)真真真真实实实实气体的非理想行气体的非理想行气体的非理想行气体的非理想行为为为为1-3-1真真实实气体与理想气体的偏差气体与理想气体的偏差虚虚线为线为理想气体等温理想气体等温线线任何任何T，P0 时时Z 1 理想理想低温下低温下Z1斥力占主斥力占主导导不易不易压缩压缩高温下高温下热热运运动剧动剧烈，引力削弱烈，引力削弱Z1体体积

28、积占主占主导导不易不易压缩压缩 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2323/46/46理想气体状理想气体状态态方程中的方程中的 是每摩是每摩尔尔气体分子自由活气体分子自由活动动的空的空间间，由于真，由于真实实气体分子本身占体气体分子本身占体积积，而使分子，而使分子自由活自由活动动的空的空间间减小。减小。是范德是范德华华常数常数 单单位：位：与气体种与气体种类类有关，与温度无关。有关，与温度无关。1 1）分子本身体）分子本身体）分子本身体）分子本身体积积积积所引起的修正所引起的修正所引起

29、的修正所引起的修正 1-3-2范德范德华华方程方程理想气体状理想气体状态态方程方程 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2424/46/462 2）分子）分子）分子）分子间间间间作用力引起的（作用力引起的（作用力引起的（作用力引起的（压压压压力）修正力）修正力）修正力）修正 理气状理气状态态方程中的方程中的压压力是指力是指单单位面位面积积上气体分子上气体分子间间无吸引力无吸引力时时自由活自由活动动碰撞容器壁碰撞容器壁产产生的生的压压力，力，对对真真实实气体，由于分子气体，由于分子间间有吸

30、引力，有吸引力，产产生了生了内拉力内拉力，碰撞容，碰撞容器壁器壁产产生的生的压压力减少力减少.1-3-2范德范德华华方程方程使得使得 P真真P理理 P真真+P内内=P理理 内内压压力与力与单单位体位体积积中分子个数的平方成正比。中分子个数的平方成正比。10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2525/46/46 是范德是范德华华常数常数 单单位：位：与气体种与气体种类类有关，与温度条件无关。有关，与温度条件无关。1-3-2范德范德华华方程方程3 3）范德）范德）范德）范德华华华华方程方程方程

31、方程综综综综合上述两合上述两合上述两合上述两项项项项的修正，可得的修正，可得的修正，可得的修正，可得范德范德范德范德华华华华方程方程方程方程将将将将代入上式得代入上式得代入上式得代入上式得适用于中低适用于中低适用于中低适用于中低压压压压力的真力的真力的真力的真实实实实气体气体气体气体半理半理半理半理论论论论半半半半经验经验经验经验 范德范德华华(1837-1923)(1-3-3)(1-3-4)10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2626/46/461-4临临界状界状态态和和对应对应状状态

32、态原理原理1.1.饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气压压压压与与与与临临临临界状界状界状界状态态态态2.2.对应对应对应对应状状状状态态态态原理及原理及原理及原理及压缩压缩压缩压缩因子因子因子因子图图图图 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2727/46/461-4-1.饱饱和蒸气和蒸气压压与与临临界状界状态态 理想气体因理想气体因理想气体因理想气体因为为为为分子分子分子分子间间间间没有相互作用力没有相互作用力没有相互作用力没有相互作用力,所以在任何温所以在任何温所以在任何温所以在任何温

33、度度度度压压压压力下都不可能液化。力下都不可能液化。力下都不可能液化。力下都不可能液化。而而而而实际实际实际实际气体由于存在分子气体由于存在分子气体由于存在分子气体由于存在分子间间间间相互作用力：在一定相互作用力：在一定相互作用力：在一定相互作用力：在一定T T、p p时时时时，在密闭容器内气液可气液可气液可气液可共存达到平衡（共存达到平衡（共存达到平衡（共存达到平衡（饱饱饱饱和状和状和状和状态态态态）。）。）。）。气液p*气液平衡特征气液平衡特征气液平衡特征气液平衡特征：蒸蒸蒸蒸发发发发速率凝速率凝速率凝速率凝结结结结速率速率速率速率蒸气蒸气蒸气蒸气压压压压力恒定力恒定力恒定力恒定 气体称气

34、体称气体称气体称为为为为饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气；液体称液体称液体称液体称为为为为饱饱饱饱和液体和液体和液体和液体；饱饱饱饱和蒸气的和蒸气的和蒸气的和蒸气的压压压压力称力称力称力称为为为为饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气压压压压饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气压压压压与与与与物物物物质质质质本性本性本性本性和和和和温度温度温度温度有关，有关，有关，有关，随随随随T T升高而增大。升高而增大。升高而增大。升高而增大。,10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2828/46/46表表表表

35、 1.1.1.1 水、乙醇和苯在不同温度下的水、乙醇和苯在不同温度下的水、乙醇和苯在不同温度下的水、乙醇和苯在不同温度下的饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气压压压压水水 乙乙 醇醇 苯苯 t/C p /kPa t/C p /kPa t/C 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 78.4 101.325 80.1 101.325 100 101.325 100 222.48 100 181.44 120 198.54 120 42

36、2.35 120 308.111-4-1.饱饱和蒸气和蒸气压压与与临临界状界状态态 由表由表由表由表1.1.1.1可知：液体的可知：液体的可知：液体的可知：液体的 p p =f=f(T T)，当，当，当，当 T T ，p p ，液化所需液化所需液化所需液化所需压压压压力增大。力增大。力增大。力增大。10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！2929/46/46相相相相对对对对湿度的概念：相湿度的概念：相湿度的概念：相湿度的概念：相对对对对湿度湿度湿度湿度沸点沸点沸点沸点:当当当当饱饱饱饱和蒸气

37、和蒸气和蒸气和蒸气压压压压 外外外外压时压时压时压时，液体，液体，液体，液体沸沸沸沸腾腾腾腾，此，此，此，此时时时时的温度称的温度称的温度称的温度称为为为为沸点沸点沸点沸点。正常沸点正常沸点正常沸点正常沸点:饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气压压压压 101.325KPa101.325KPa时时时时的沸点称的沸点称的沸点称的沸点称为为为为-。在沸。在沸。在沸。在沸腾时腾时腾时腾时，液体表，液体表，液体表，液体表面及内部分子同面及内部分子同面及内部分子同面及内部分子同时时时时汽化。汽化。汽化。汽化。T T一定一定一定一定时时时时:如如如如p pB B ，气体，气体，气体，气体 B B 液体，液体，

38、液体，液体，直至直至直至直至 1-4-1.饱饱和蒸气和蒸气压压与与临临界状界状态态 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3030/46/46 对对真真实实气体采取加气体采取加压压措施使气体体措施使气体体积缩积缩小，有可能最小，有可能最终转终转化化为为液体。但液体。但这这种种转转化化过过程的程的pV T 关系遵循着一定关系遵循着一定规规律。律。如如图图1-1 所示，所示，图图中的每一条曲中的每一条曲线线都是等温都是等温线线。图图1.1真真实实气体气体 p Vm 等温等温线线示意示意图图g1

39、g2l1l2cT2T1T4T3TcggT1T2TcT3T4lVm p llg全全图图可分可分为为三个区域：三个区域：(1)T Tc 区（区（）1-4-1.饱饱和蒸气和蒸气压压与与临临界状界状态态 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3131/46/461-4-1.饱饱和蒸气和蒸气压压与与临临界状界状态态pgl1 1）TTcTTc,以温度以温度以温度以温度T T1 1为为为为例，曲例，曲例，曲例，曲线线线线分分分分为为为为三段三段三段三段 10/25/202210/25/2022祝大家学祝

40、大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3232/46/461 1）TTcTTc,以温度以温度以温度以温度T T1 1为为为为例，曲例，曲例，曲例，曲线线线线分分分分为为为为三段三段三段三段p lVm g1g2l1l2cT2T1T4T3TcggT1T2TcT3T4ll l1 1:对应饱对应饱对应饱对应饱和液体摩和液体摩和液体摩和液体摩尔尔尔尔体体体体积积积积V Vmm(l)(l)气液平衡气液平衡气液平衡气液平衡线线线线 g g1 1l l1 1:加加加加压压压压，p p*不不不不变变变变，g gl l,V Vmm 至至至至l l1 1液体达

41、液体达液体达液体达饱饱饱饱和。和。和。和。气相气相气相气相线线线线g g 1 1g g1 1:p p ，V Vmm 至至至至 g g1 1蒸气达蒸气达蒸气达蒸气达饱饱饱饱和和和和g g1 1:对应饱对应饱对应饱对应饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气V Vmm(g)(g)液相液相液相液相线线线线 l l1 1l l 1 1:p p 很快很快很快很快,V Vmm下降很少下降很少下降很少下降很少 ，反映出液体的不可，反映出液体的不可，反映出液体的不可，反映出液体的不可压缩压缩压缩压缩性性性性 g g1 1l l1 1线线线线上：气液共存。上：气液共存。上：气液共存。上：气液共存。1-4-1.饱饱和蒸气和蒸气

42、压压与与临临界状界状态态 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3333/46/462 2）T=TcT=Tc,平台平台平台平台缩为缩为缩为缩为一点点，一点点，一点点，一点点，饱饱饱饱和液体和液体和液体和液体V Vmm(l)(l)饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气V Vmm(g)(g)，气液界面消失。，气液界面消失。，气液界面消失。，气液界面消失。lVm g1g2l1l2cT2T1T4T3TcggT1T2TcT3TcTTc,曲曲曲曲线显线显线显线显光滑曲光滑曲光滑曲光滑曲线线线线,此此此此时时

43、时时气气气气体体体体无无无无论论论论加多大加多大加多大加多大压压压压力也不能力也不能力也不能力也不能变为变为变为变为液液液液体。体。体。体。10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3434/46/46临临临临界界界界压压压压力力力力p pC C ：在：在：在：在临临临临界温度界温度界温度界温度时时时时的的的的饱饱饱饱和蒸气和蒸气和蒸气和蒸气压压压压，即在，即在，即在，即在临临临临界温度下，使气体液化所需要的最低界温度下，使气体液化所需要的最低界温度下，使气体液化所需要的最低界温度下，使气体液

44、化所需要的最低压压压压力。力。力。力。1-4-1.饱饱和蒸气和蒸气压压与与临临界状界状态态临临临临界温度界温度界温度界温度T TC C ：使气体能：使气体能：使气体能：使气体能够够够够液化所允液化所允液化所允液化所允许许许许的最高温度。的最高温度。的最高温度。的最高温度。实验证实验证实验证实验证明：明：明：明：每一种气体都存在一个特殊的温度，在每一种气体都存在一个特殊的温度，在每一种气体都存在一个特殊的温度，在每一种气体都存在一个特殊的温度，在该该该该温度以上，无温度以上，无温度以上，无温度以上，无论论论论施加多大的施加多大的施加多大的施加多大的压压压压力都不可能使气体液化力都不可能使气体液化

45、力都不可能使气体液化力都不可能使气体液化临临临临界参数界参数界参数界参数:T TC C,p,pC C,V,Vm,Cm,C统统统统称称称称为为为为物物物物质质质质的的的的临临临临界参数。界参数。界参数。界参数。是是是是物物物物质质质质的特性参数。的特性参数。的特性参数。的特性参数。临临临临界摩界摩界摩界摩尔尔尔尔体体体体积积积积V Vm,C m,C：在：在：在：在T TC C、p pC C下物下物下物下物质质质质的摩的摩的摩的摩尔尔尔尔体体体体积积积积。10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！

46、3535/46/461-4-1.饱饱和蒸气和蒸气压压与与临临界状界状态态超超超超临临临临界界界界态态态态是指温度大于是指温度大于是指温度大于是指温度大于T TC C ，压压压压力大于力大于力大于力大于p pC C的状的状的状的状态态态态。临临临临界点界点界点界点：C C点称点称点称点称为为为为临临临临界点。界点。界点。界点。临临临临界状界状界状界状态态态态：T TC C及及及及p pC C下的状下的状下的状下的状态态态态。气、液两相摩气、液两相摩气、液两相摩气、液两相摩尔尔尔尔体体体体积积积积及及及及 其它性其它性其它性其它性质质质质完全相同。完全相同。完全相同。完全相同。临临临临界点反映了各

47、物界点反映了各物界点反映了各物界点反映了各物质质质质的一种共同特性：的一种共同特性：的一种共同特性：的一种共同特性：气、液之气、液之气、液之气、液之间间间间的的的的区区区区别别别别消失。是一种特殊的流体消失。是一种特殊的流体消失。是一种特殊的流体消失。是一种特殊的流体超临界流体 10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3636/46/46 由于由于由于由于认识认识认识认识到，在到，在到，在到，在临临临临界点，各种气体有共同的特性，界点，各种气体有共同的特性，界点，各种气体有共同的特性，界点，

48、各种气体有共同的特性，即气体与液体无区即气体与液体无区即气体与液体无区即气体与液体无区别别别别，但，但，但，但临临临临界参数界参数界参数界参数不同。不同。不同。不同。对对对对比参数比参数比参数比参数:对对对对比温度比温度比温度比温度.对对对对比比比比压压压压力力力力,对对对对比体比体比体比体积积积积,量量量量纲纲纲纲均均均均为为为为一一一一 反映气体所反映气体所反映气体所反映气体所处处处处的状的状的状的状态态态态偏离偏离偏离偏离临临临临界点的倍数界点的倍数界点的倍数界点的倍数.1-4-2对应对应状状态态原理及原理及压缩压缩因子因子图图对应对应对应对应状状状状态态态态原理原理原理原理:各种不同的

49、气体各种不同的气体各种不同的气体各种不同的气体,只要有两个只要有两个只要有两个只要有两个对对对对比参数相比参数相比参数相比参数相同同同同,则则则则第三个第三个第三个第三个对对对对比参数也大致相同比参数也大致相同比参数也大致相同比参数也大致相同.10/25/202210/25/2022祝大家学祝大家学祝大家学祝大家学习习习习愉快，天天愉快，天天愉快，天天愉快，天天进进进进步！步！步！步！3737/46/46实验实验表明表明:多数气体的多数气体的ZC近似近似为为常数常数.（Zc 0.270.29)用用图图形来表达上述关系形来表达上述关系-普遍化普遍化普遍化普遍化压缩压缩压缩压缩因子因子因子因子图图

50、图图将将对对比参数引入比参数引入压缩压缩因子，有：因子，有：当当 pr,Vr,Tr 相同相同时时，Zc 大致相同。即大致相同。即处处于相同于相同对对应应状状态态的气体具有相同的的气体具有相同的压缩压缩因子。因子。1-4-2对应对应状状态态原理及原理及压缩压缩因子因子图图 若有几种不同气体具有相同的若有几种不同气体具有相同的若有几种不同气体具有相同的若有几种不同气体具有相同的对对对对比参数，比参数，比参数，比参数，则则则则称称称称它它它它们处们处们处们处于于于于对应对应对应对应状状状状态态态态。Z Zc c临临临临界界界界压缩压缩压缩压缩因子因子因子因子 10/25/202210/25/2022