ftvn11理想氣體狀態(tài)方程低壓氣體定律-資料下載頁(yè)
2025-01-12 08:02本頁(yè)面
【正文】 R TVTCARTBVRTp????????????????????????????為 8 參數(shù)方程，較適用于碳?xì)浠衔锛捌浠旌衔锏挠?jì)算 。不但適用與氣相，而且適用于液相。 (3) 貝塞羅 (Berthelot)方程 ? ? RTbVTV ap ?????????? ?m2m 在范德華方程的基礎(chǔ)上，考慮了溫度對(duì)分子間吸引力的影響 167。 對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理及普適化壓縮因子圖 真實(shí)氣體方程常含有與氣體特性有關(guān)的參數(shù)。要查手冊(cè)。 能否提出對(duì)于一般真實(shí)氣體均適用的普遍化狀態(tài)方程？ 1. 壓縮因子 引入壓縮因子 Z 來(lái)修正理想氣體狀態(tài)方程。 Z RTpVZ n RTpV??m? 壓縮因子的定義為： ，理mmmpVpVRTpVn RTpVZ ???? ?? ?理想mmVVZ 真實(shí)?Z 的大小反映了真實(shí)氣體對(duì)理想氣體的偏差程度 理想氣體 Z ＝ 1； 真實(shí)氣體，若 Z 1 說(shuō)明它 比理想氣體 易 壓縮 ； 若 Z 1，說(shuō)明它 比理想氣體 難 壓縮 。 由壓縮因子定義，可知維里方程實(shí)質(zhì)是壓縮因子用 Vm 或 p 的級(jí)數(shù)展開。 . . . . . .p39。Dp39。Cp39。BZ. . . . . .VDVCVBZ??????????323m2mm11 在一定溫度下 ， 可用 Z p 等溫線代替 pVm p 等溫線描述，隨壓力變化，真實(shí)氣體對(duì)理想情況的偏離。 波義爾溫度 定義 p pVm T TB T = TB T TB pVm p Z T TB T = TB T TB 1 關(guān)注 臨界壓縮因子 Zc : critical pression factor ccmcc RTVpZ ,?Z ? 查壓縮因子圖 (后接 ）， 由維里方程等公式計(jì)算 由 pVT 數(shù)據(jù)擬合得到 Z p關(guān)系 將物質(zhì)實(shí)際測(cè)得的 pc 、 Vm,c 和 Tc 值代入上式，得到大多數(shù)物質(zhì) Zc 約為 ~ 。 可得： 3 75083c .Z ??由范德華常數(shù)與臨界參數(shù)關(guān)系 范德華方程只是一個(gè)近似的模型，與真實(shí)情況有一定的差別 。 結(jié)論： 氣體的臨界壓縮因子大體是一個(gè)與氣體各自特性無(wú)關(guān)的常數(shù)。暗示了各種氣體在臨界狀態(tài)下的性質(zhì)具有一定的普遍規(guī)律。 2. 對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理 The principle of corresponding states 在臨界點(diǎn)，各種氣體有 共同的特性 ，即氣體與液體無(wú)區(qū)別。 若以各自臨界參數(shù)為基準(zhǔn)，將氣體的 p,Vm,T 變換為對(duì)比參數(shù)，將更加具有可比性。 定義： crcmmrcr TTTVVVppp ??? ,pr ? 對(duì)比壓力 Vr ? 對(duì)比體積 Tr ? 對(duì)比溫度 對(duì)比參數(shù) Relative variables 對(duì)比參數(shù)反映了氣體所處狀態(tài)偏離臨界點(diǎn)的倍數(shù)。 若有幾種不同氣體具有相同的對(duì)比參數(shù)，則我們說(shuō)，它們處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)。 范德華指出，不同氣體，只要有兩個(gè)對(duì)比參數(shù)相同，則第三個(gè)對(duì)比參數(shù)一定大致相同。這就是 對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理 。 Vr = f (Tr , pr ) 寫為 再代入 227,278,3bapRbaTbV ???cccm,可得： 23138rrrr VVTp ??? 該式中不含與特定物質(zhì)有關(guān)的常數(shù) a 、 b，適用于一切氣體，稱為 普遍化范德華方程 。 例：若將對(duì)比參數(shù)的定義代入到范德華方程，可得到： ? ? 2 cm,2rcm,r crcr VVabVVTRTpp ????The generalized van der Waals equation 3. 普適化壓縮因子圖 將對(duì)比參數(shù)引入壓縮因子，有： rrrcrrrccm,cmTVpZTVpRTVpRTpVZ ???? ? Zc 近似為常數(shù)（ Zc ? ~ ) ?當(dāng) pr , Vr , Tr 相同時(shí)， Z 大致相同 。即處于相同對(duì)應(yīng)狀態(tài)的氣體具有相同的壓縮因子。對(duì)理想氣體的偏離也相同。 因?yàn)? pr , Vr , Tr 三個(gè)參數(shù)中只有兩個(gè)獨(dú)立變量， 一般選 Tr , pr 為獨(dú)立變量。 Z 表示為： Z = f (Tr , pr ) 荷根 (Hongen O. A.)與華德生 (Watson K. M.)在 20 世紀(jì) 40 年代，用若干種無(wú)機(jī)、有機(jī)氣體的實(shí)驗(yàn)值取平均，描繪出如圖 Tr下 Z = f (pr ) 曲線，稱為 雙參數(shù)普遍化 壓縮因子圖，如下： 壓縮因子示意圖 Z pr 1 10 Tr= 15 15 3， Tr 較小時(shí)， pr 增大 ?， Z 先 ?，后 ?， 反映出氣體低壓易壓縮，高壓難壓縮 。 4， Tr 1的真實(shí)氣體， Z pr 曲線在某一 pr 處中斷，因?yàn)闅怏w加壓到飽和蒸氣壓會(huì)液化。 適用于所有真實(shí)氣體 ，但準(zhǔn)確度不高 。 1， 在任何 Tr， pr?0， Z?1（ 理想氣體）； 2， Tr 較大時(shí)， Z ?1， 說(shuō)明低壓高溫氣體更 接近于理想氣體。 壓縮因子示意圖 Z pr 1 10 Tr= 15 15 1.4 5 3 壓縮因子圖的應(yīng)用 3 （ 1）已知 T、 p , 求 Z 和 Vm T , p 求？ Vm Tr , pr Z 1 2 查圖 計(jì)算 (pVm=ZRT) (此時(shí)用范德華方程較困難，而用壓縮因子圖容易 ) 本章學(xué)習(xí)小結(jié) ? 主要內(nèi)容：氣體的 pVT性質(zhì)，即 pVT關(guān)系或說(shuō)狀態(tài)方程。主要能寫出四個(gè)常見的狀態(tài)方程。 ? 研究思路：如何對(duì)理想氣體狀態(tài)方程進(jìn)行校正？外推法；模型化法 ? 概念與常識(shí)：臨界點(diǎn) ……
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