气体的pvt关系
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气体pvt公式气体PVT公式是描述气体行为的一种物理公式,它可以用来计算气体的压力、体积和温度之间的关系。
PVT代表了压力、体积和温度三个物理量,它们是描述气体状态的重要参数。
PVT公式是根据气体的状态方程推导而来的,常见的状态方程有理想气体状态方程、范德瓦尔斯状态方程等。
理想气体状态方程是最简单的状态方程,它假设气体是由大量完全弹性碰撞的质点组成,质点之间没有相互作用力,体积可以忽略不计。
根据理想气体状态方程,可以得到气体的PVT公式为P1V1/T1=P2V2/T2,其中P1、V1、T1分别表示气体的初始压力、体积和温度,P2、V2、T2表示气体的最终压力、体积和温度。
在实际应用中,气体的行为往往与理想气体状态方程存在一定的差异。
当气体的压力较高或温度较低时,分子之间的相互作用力就会显现出来,此时需要使用修正后的状态方程。
范德瓦尔斯状态方程是修正后的状态方程之一,它考虑了气体分子之间的吸引力和排斥力。
根据范德瓦尔斯状态方程,可以得到修正后的气体的PVT公式为(P+n^2a/V^2)(V-nb)=nRT,其中a和b分别是范德瓦尔斯常数,R是气体常数,n表示气体的摩尔数。
PVT公式的应用范围非常广泛。
例如在石油工程中,PVT公式可以用来描述油藏中的气体行为,从而帮助工程师判断油藏的性质和开发潜力。
在化学工程中,PVT公式可以用来计算气体的物理性质,如密度、粘度等,从而指导工程设计和操作。
在环境科学中,PVT 公式可以用来模拟大气中的气体运动和扩散过程,从而研究空气污染和气候变化等问题。
除了上述提到的理想气体状态方程和范德瓦尔斯状态方程,还有一些其他的状态方程和PVT公式可以用来描述气体行为。
例如,柯西状态方程适用于描述高温高压下的气体行为,它考虑了气体分子的非理想性和相互作用力的非线性性。
另外,对于特殊的气体,如湿气、混合气体等,还需要使用相应的状态方程和PVT公式进行描述和计算。
气体PVT公式是描述气体行为的重要工具,它可以用来计算气体的压力、体积和温度之间的关系。
物理化学主要公式第一章 气体的pVT 关系1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AVy Am ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
A m,*V 表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3)V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
5. 范德华方程RT b V V a p =-+))(/(m 2mnRT nb V V an p =-+))(/(22式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2,b 的单位为m 3 · mol -1,a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数,称为范德华常数。
物理化学主要公式第一章 气体的pVT 关系1.理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2.气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AVy Am ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
A m,*V 表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3)V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B 的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3.道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4.阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
5.范德华方程RT b V V a p =-+))(/(m 2mnRT nb V V an p =-+))(/(22式中a 的单位为Pa · m 6 · mol -2,b 的单位为m 3 · mol -1,a 和b 皆为只与气体的种类有关的常数,称为范德华常数。
pvt的热学公式
热学是物理学的一个重要分支,研究的是物体的热现象和能量传递。
在热学中,PVT公式是一个经常被使用的公式,它描述了理想气体在恒定压力下的体积和温度之间的关系。
下面我将以人类的视角,用准确的中文描述PVT公式的原理和应用。
PVT公式的形式是PV = nRT,其中n代表物质的物质量(单位是摩尔),R是理想气体常数。
这个公式是根据理想气体状态方程推导出来的,它描述了理想气体在恒定压力下,体积和温度之间的关系。
根据PVT公式,当压力不变时,体积和温度是成正比的关系。
也就是说,如果我们保持气体的压力不变,当温度升高时,体积也会增加;当温度降低时,体积会减小。
PVT公式在实际应用中有着广泛的用途。
例如,在工程领域中,我们常常需要计算气体在不同温度下的体积变化,以便设计合适的容器和管道。
在化学实验中,PVT公式也可以用来估计气体在不同温度和压力下的体积变化,从而帮助我们理解化学反应的性质和条件。
除了理想气体,PVT公式在其他状态下的物质也可以适用,只需要根据具体物质的性质和状态方程进行相应的修正。
例如,对于液体和固体,我们可以根据它们的压缩性和热膨胀系数来计算体积和温度之间的关系。
总结一下,PVT公式是描述理想气体在恒定压力下体积和温度之间关系的重要公式。
它在工程和化学实验等领域有着广泛的应用。
通过理解和应用PVT公式,我们可以更好地掌握热学的知识,为实际问题的解决提供有力的工具。
希望这篇文章能够帮助您更好地理解PVT公式的原理和应用。
物理化学主要公式及使用条件第一章 气体的pVT 关系 主要公式及使用条件1. 理想气体状态方程式nRT RT M m pV ==)/(或 RT n V p pV ==)/(m式中p ,V ,T 及n 单位分别为Pa ,m 3,K 及mol 。
m /V V n =称为气体的摩尔体积,其单位为m 3 · mol -1。
R =8.314510 J · mol -1 · K -1,称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。
2. 气体混合物 (1) 组成摩尔分数 y B (或x B ) = ∑AA B /n n体积分数 /y B m,B B *=V ϕ∑*AV y A m ,A式中∑AA n 为混合气体总的物质的量。
Am,*V表示在一定T ,p 下纯气体A 的摩尔体积。
∑*AA m ,A V y 为在一定T ,p 下混合之前各纯组分体积的总和。
(2) 摩尔质量∑∑∑===BBBB B BB mix //n M n m M y M式中 ∑=BB m m 为混合气体的总质量,∑=BB n n 为混合气体总的物质的量。
上述各式适用于任意的气体混合物。
(3)V V p p n n y ///B B B B *=== 式中p B 为气体B ,在混合的T ,V 条件下,单独存在时所产生的压力,称为B的分压力。
*B V 为B 气体在混合气体的T ,p 下,单独存在时所占的体积。
3. 道尔顿定律p B = y B p ,∑=BB p p上式适用于任意气体。
对于理想气体V RT n p /B B =4. 阿马加分体积定律V RT n V /B B =*此式只适用于理想气体。
第二章 热力学第一定律 主要公式及使用条件1. 热力学第一定律的数学表示式W Q U +=∆或 'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
第一章 气体的pVT 关系§1.1 理想气体状态方程(1)状态方程状态方程:处于一定聚集态(气体、液体或固体)的物质都有一些可以直接测量的物理量,如p 、V 、T 等,这些物理量之间存在一定的函数关系,用来描述物质状态各物理量之间的函数关系的数学表达式称物质的状态方程(也称物态方程)。
气体的状态方程可写为:0f p V T n =(,,,)p - 压力V - 体积T - 热力学温度(绝对温度)n - 气体的物质的量(2)理想气体状态方程1、波义尔定律(Boyle )波义尔定律:在恒温条件下,一定量任何气体的体积与其压力成反比,即:1V p∝,或 .pV cont = 2、盖-吕萨克定律(Gay-Lussac )盖-吕萨克定律:在恒压条件下,一定量任何气体的体积均与其绝对温度成正比,即:T V ∝,或.V cont T = 3、阿伏加德罗定律(A. Avogadro ,1811)V / n =cont (T, p 一定)4、理想气体状态方程理想气体状态方程:pV nRT =或:m pV RT =,m V V n =(摩尔体积)R - 摩尔气体常数(或气体常数)。
R =8.314J.K -1.mol -1。
理想气体的特点:①分子自身无体积;②分子间无相互作用力。
精确实验证明,只有在压力趋近于零的极限情况下,各种气体才严格服从理想气体的状态方程。
理想气体状态方程的推导:已知气体的状态方程可写为:0n T V P f =),,,( 化为:),,(n T P f V =有: dn n V dT T V dP P V dV TP n P n T ,,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= 根据波义尔定律:.cont PV = 得:P V P C P V 2nT -=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂, 根据盖-吕萨克定律:.cont T V =,即 'C TV = 有:T V 'C T V n,P ==⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 对于一定量气体(dn = 0),有:dT TV dP P V dV +-= 化为:TdT P dP V dV +-= 积分得:lnV +lnP =lnT +cont.,即 .cont T PV ⋅=若气体为 1 mol ,则常数写为R ,有 RT PV m =对于 n mol 气体,有 nRT PV =§1.2 理想气体混合物(1)道尔顿(Dalton )分压定律气体能以任意比例相互混合,而液体、固体一般不能。
第一章气体的pVT关系
物质的聚集状态:气态gas 流体结构最简单
液态liquid 结构最复杂
固态solid 凝聚体
另外还有:等离子态、超固态、中子态等
§1.1 理想气体ideal /perfect gas状态方程一、理想气体状态方程
三个经验定律:波义耳定律:恒温下一定量气体V∞1/p
盖-吕萨克定律:恒压下一定量气体V∞T
阿伏加德罗定律:同温同压同体积气体分子数相同理想气体状态方程:pV = nRT
SI单位:Pa m3mol K R=8.3145J∙K-1∙mol-1
V m = V/n n = m/M ρ = m/V (P8)例:用管道输送天然气,当输送压力为200kPa,温度为25℃时,管道内天然气(可视为纯甲烷)的密度是多少?
二、理想气体模型
E = E吸引+ E排斥= -A/r6+B/r12
两大假设:
①分子之间无相互作用
②分子本身不占有体积
三、 摩尔气体常数
对理想气体,R=pV m /T ;对实际气体,R=(pV m /T)p →0 R =N A .
k =6.0221367*1023×1.380658*10-23=8.314511J/K .mol
§1.2 理想气体混合物
一、混合物的组成
三种表示法:摩尔分数x ,质量分数w ,体积分数φ (混合前,
某纯组分的体积与各纯组分体积总和之比)
二、理想气体混合物的状态方程 pV = nRT =m M
RT
如M
空气 =∑
x i M i = 0.21M O 2 + 0.79M N 2 = 28.851g/mol
三、道尔顿分压定律 Dalton ’s law of partial pressure 分压,即某组分气体它对混合气体总压的贡献,显然 p B = p
总
.
x B ∑p B = p
总
对混合理想气体, p B = p
总.
x B = p
总
.
n B /∑n B = n B RT / V
(P13)例:今有300K ,104.365kPa 的含水蒸气的湿烃,其中水蒸气的分压3.167kPa ,现欲得到除去水蒸气的1000mol 干烃,试求:(1)应从湿烃中除去的水蒸气的量;
(2)所需湿烃的初始体积。
四、阿马加分体积定律
某组分的分体积即该组分单独在混合气体的T ,p 条件下所具有的体积,显然,V
总
=∑V B ,x B =V B / V 总=p B /p
总
§1.3 气体的液化 liquefaction 及临界参数
一、液体的饱和蒸气压 saturated vapor pressure
气液平衡、饱和蒸气压、沸点boiling point 、正常沸点 二、临界参数 critical constant
临界温度T C 、临界压力p C 、临界(摩尔)体积、临界状态 三、实际气体的p-V m 图及气体的液化
在临界点c 处,2200C C
m m T T
p p V V ⎛⎫⎛⎫
∂∂== ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭
p
V m
c
c
c
§1.4 实际气体状态方程
一、实际气体的pV m -p 图及波义耳温度 Boyle ’s temperature
二、范德华方程 van der Waals equation(1873)
()22
m m m m
a p V
b R T V R T a o r p V b
V ⎛⎫
+-= ⎪
⎝
⎭=
-
-
,2
2
2
83,,27272727,,8
648m c c c c c c B c
c
a a V
b T p R b
b
T R T R T a T a b R b
p p ====
==
=
三、维里方程(卡末林ـ昂尼斯于20世纪初提出)
()
2
2
1...1''...m
m m
m B C
p V R T V V p V R T
B p
C p
⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭
=+
++
第二、第三……维里系数
pV m
p
0 ()0lim 0B
m p T pV p →∂⎡⎤
=⎢⎥∂⎣⎦
§1.5 对应状态原理及普遍化压缩因子图
一、压缩因子 compressibility factor
pV m = ZRT
Z = pV m / RT = V m(实际) / V m(理想) Z c = p c V m,c / RT c
Z-p 等温线的形状与pV m -p 等温线相同。
大多数物质的实测Z c
值在0.27~0.29之间,若将临界参数与范德华常数的关系代入则得Z c = 3/8 = 0.375。
二、对应状态原理 principle of corresponding state
三个对比参数:p r = p / p c ,V r = V m / V m,c ,T r = T / T c 普遍化范德华方程:283
31r
r r r
T p V V =--
对应状态原理:各种不同的气体,若有两个对比参数相同,则第三个对比参数必(大致)相同。
三、普遍化压缩因子图
,c m c m r r r r c c
r
r
p V p V p V p V Z Z R T
R T T T =
=
⋅=⋅
因Z c 大多在0.27~0.29(可视为常数),故处在相同对应状态的气体具有(大致)相同的压缩因子,偏离临界状态程度相同的气体它们偏离理想气体的程度也相同。
Z = f (p r ,T r )
绘成图(等T r 线),即得普遍化压缩因子图。