清華教授物理化學(xué)課件物化實氣

1、二、對比狀態(tài)原理 (The principle of corresponding states)1. 幾個概念(1) 蒸氣壓：在討論氣液轉(zhuǎn)化時常用定義：在一定條件下，能與液體平衡共存的它的蒸氣的壓力水水蒸氣, pT=const.例如： 是液體的性質(zhì)：表示液體揮發(fā)的難易。其大小決定于液體所處的狀態(tài)(主要決定于溫度)。沸點：蒸氣壓外壓時的溫度，通常是指蒸氣壓101325 Pa，稱(正常)沸點。 (2) 臨界參數(shù)和臨界點： 定義：Tc利用加壓手段使氣體液化的最高溫度pc在臨界溫度時使氣體液化所需的最小壓力Vc在臨界溫度和臨界壓力時氣體的摩爾體積 是物性參數(shù) 不易測定(3) 對比參數(shù)和對比狀態(tài)： 定義

2、： 范氏對比方程：1881年將范氏方程應(yīng)用于臨界點并進(jìn)行純數(shù)學(xué)處理，得到代入原方程并整理Van der Waals 對比方程啟示：f (pr, Vr, Tr)=0。即不同氣體如果它們具有相同的pr和Tr，則Vr必相同。稱它們處在相同對比狀態(tài)。2. 對比狀態(tài)原理：處在相同對比狀態(tài)的各種氣體(乃至液體)，具有相近的物性(如摩爾熱容、膨脹系數(shù)、壓縮系數(shù)、黏度等)。三、用壓縮因子圖計算實際氣體 (Calculation of real gases with compression factor figure)(1) Z的意義：壓縮因子。Z與1的差值代表氣體對理想氣體的偏差程度，理想氣體的Z1。(2)

3、如何求Z：Z不是特性參數(shù)，隨氣體狀態(tài)而改變Z = f(T, p)代入對比參數(shù)Zc: Critical compression factor 若滿足范氏方程，則即 Zc3/80.375實驗表明：Ne Ar CH4 CF4 O2 N2 CO 0.31 0.29 0.29 0.28 0.29 0.29 0.30 Zcconst.于是處在相同對比狀態(tài)的各種氣體不僅有相近的物性，而且有相同的壓縮因子。于是許多人測定Z，結(jié)果確是如此。將測量結(jié)果繪制成圖壓縮因子圖Tr=1pr=1.5Z=0.25110101325 PaVm=0.258.314 J K-1mol-1304K解得： Vm=5.6710-5 m3

4、 mol-1如何用圖：例 CO2 (304K, 110101325 Pa)，Vm=?本章小結(jié)：氣體計算方法理想氣體狀態(tài)方程實際氣體狀態(tài)方程壓縮因子圖第二章 熱力學(xué)第一定律 Chapter 2 The First Law of Thermodynamics 熱力學(xué)的任務(wù)：方向、限度、能量轉(zhuǎn)換、宏觀性質(zhì) 熱力學(xué)的特點：研究對象：N 1020宏觀方法無涉及時間因素 本章目的：能量轉(zhuǎn)換規(guī)律物化學(xué)習(xí)方法21 基本概念 (Important concepts)一、系統(tǒng)和環(huán)境 (System and surroundings) 定義：系統(tǒng)研究對象(也稱體系)環(huán)境與系統(tǒng)有相互作用的外界 系統(tǒng)的分類開放系統(tǒng) (敞開系統(tǒng))封閉系統(tǒng)孤立系統(tǒng)系統(tǒng)二、熱力學(xué)平衡狀態(tài) 定義： 狀態(tài)平衡狀態(tài)熱平衡力學(xué)平衡相平衡化學(xué)平衡 平衡狀態(tài)包括的具體內(nèi)容(Thermodynamic equilibrium state)平衡狀態(tài)三、狀態(tài)函數(shù) (State function) 定義： 用于描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀性質(zhì)。 數(shù)學(xué)表述。 分類：容量性質(zhì)：與n成正比，有加和性。例如m，C，V；是n的一次齊函數(shù)強(qiáng)度性質(zhì)：與n無關(guān)，無加和性。