理想气体和真实气体

参考资料●实际气体与理想气体的差异精确的实验说明，一切实际气体都只是近似地遵守玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律．当气体压强不太大〔与大气压比拟〕、温度不太低〔与室温比拟〕时，实际测量的结果与上述定律得出的结果相差不大．当压强很大、温度很低时，实际测量结果和由上述定律得出的结果有很大差异．下面的表列出了几种常见气体在0℃和不同压强下，压强和体积的乘积PV的实验值．实验所取的气体在0℃、1.013×105Pa时的体积为1L．从下页的表可见，在气体压强为1.013×105Pa至1．013×107Pa之间时，实验结果与玻意耳定律相差不大；压强超过1.013×107Pa时，实验值跟理论值之间已有显著的偏离；当压强到达1.013×108Pa时，玻意耳定律已完全不能适用了．为什么实际气体在压强很大时不能遵守玻意耳定律呢？这是因为玻意耳定律只适用于理想气体．理想气体是一个理论模型，从分子动理论的观点来看，这个理论模型主要有如下三点：〔1〕分子本身的大小比起分子之间的平均距离来可以忽略不计．〔2〕气体分子在做无规那么运动过程中，除发生碰撞的瞬间外，分子相互之间以及分子与容器器壁之间，都没有相互作用力．〔3〕分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性的，即气体分子的总动能不因碰撞而损失．这个模型，对于压强很大、体积大大缩小的真实气体，显然是不适用的．理由有二：〔1〕分子本身占有一定的体积分子半径的数量级为10-10m，把它看成小球，每个分子的固有体积约为V=πr3≈4×10-30 m3．在标准状态下，1m3气体中的分子数n0≈3×1025．分子总的固有体积为n0V≈1.2×10-4m3，跟气体的体积比拟，约为它的万分之一，可以忽略不计．这时，实际气体的性质近似于理想气体，能遵守玻意耳定律．当压强很大时，例如p=1000×1.013×105Pa，假定玻意耳定律仍能适用，气体的体积结果看，气体体积也缩小为原来的五百分之一，分子的固有体积约占气了．所以在高压下的气体性质表现出与理想气体有偏离，由于气体能压缩的体积只是分子和分子之间的那一局部空间，分子本身的体积是不能压缩的，即气体的可压缩的体积比它的实际体积小，这种效应，使得实际气体的pV值，在压强较大时，比由玻意耳定律给出的理论值偏大．〔2〕分子间有相互作用力当压强较小时，气体分子间距离较大，分子间的相互作用力可以不计，因此实际气体的性质近似于理想气体．但当压强很大时，分子间距离变小，分子间的相互吸引力增大，靠近器壁的气体分子受到向内的吸引力，使分子在垂直于器壁方向上的动量减小，因而气体对器壁的压强比不存在分子间的吸引力时的压强要小．这种效应，使得实际气体在压强较大时实测的PV值比由玻意耳定律计算出来的理论值偏小．以上两种效应，哪一方面占优势，实验值就向哪一方面偏离．图8-20是实际气体的等温线〔实线〕与理想气体的等温线〔虚线〕的差异示意图．密度小〔V大〕时二者完全一致；对于中等密度，实际气体的压强，比把它看作理想气体时的压强小；对于高密度，实际气体的压强，比把它看作理想气体时的压强大．但是，在温度很高时，两种等温线实际上完全相合，在这种情况下，实际气体可以看成是理想气体．同样，查理定律和盖·吕萨克定律用于实际气体也有偏差，任何一种气体的相对压力系数和体胀系数并不总是等于1／273℃，都随温度略有变化．各种气体的压强系数和体胀系数也略有差异，如上表所示．这种差异，也是前面讲的两个原因造成的。

气体状态方程从理想气体到真实气体气体状态方程描述了气体在不同条件下的状态变化规律。

最初的气体状态方程是理想气体状态方程，它假设气体分子之间不存在相互作用力，气体分子体积可以忽略不计。

然而，在真实气体中，气体分子之间存在相互作用力，气体分子体积无法忽略。

因此，理想气体状态方程在描述真实气体时存在一定的误差。

理想气体状态方程可以表示为PV=nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R为气体常量，T表示气体的温度。

理想气体状态方程是通过实验观察得出的，并且在一定条件下适用于大多数气体。

然而，在高压、低温等条件下，理想气体状态方程的适用性受到限制。

在这些条件下，气体分子之间的相互作用力和气体分子体积的影响变得显著，无法忽略。

真实气体状态方程包括范德瓦尔斯方程和它的修正形式。

范德瓦尔斯方程是对理想气体状态方程的修正，它引入了修正因子来考虑气体分子之间的相互作用力。

范德瓦尔斯方程可以表示为：(P + a(n/V)²)(V - nb) = nRT其中a和b分别为范德瓦尔斯常数，它们与气体的性质有关。

范德瓦尔斯方程通过引入修正因子改善了理想气体状态方程在高压、低温条件下的适用性。

然而，范德瓦尔斯方程仍然有一定的局限性。

它无法完全描述真实气体在极端条件下的行为，例如在极高压力下气体的相变等现象。

因此，科学家们继续研究并提出了其他更为精确的真实气体状态方程。

除了范德瓦尔斯方程外，还有一些其他的真实气体状态方程被提出。

例如，贝尔-克劳修斯命题将范德瓦尔斯方程与实验数据相结合，构建了更为精确的气体状态方程。

这些方程通常包含更多的修正因子，以更准确地描述真实气体的行为。

总之，气体状态方程从理想气体到真实气体的发展是为了更准确地描述气体在不同条件下的状态变化规律。

理想气体状态方程虽然简洁易用，但在高压、低温条件下的适用性有限。

真实气体状态方程通过引入修正因子，考虑了气体分子之间的相互作用力和气体分子体积的影响，更加精确地描述了气体的行为。

气体状态方程及应用总结知识点总结气体状态方程是描述气体行为的重要公式，它可以用来计算气体在不同条件下的状态参数。

在物理化学领域中，气体状态方程被广泛应用于研究气体性质、计算气体体积、压力和温度等参数的变化规律。

本文将从理论基础和应用实例两个方面对气体状态方程进行总结。

一、理论基础1. 理想气体状态方程理想气体状态方程是最简单且最基础的气体方程，描述了理想气体在不同条件下的状态。

其数学表达式为：PV = nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质量（用摩尔表示），R为气体常数，T表示气体的温度（单位为开尔文）。

2. 真实气体状态方程理想气体状态方程在一些特殊情况下可能不适用，例如在高压或低温条件下。

为了更准确地描述气体的状态，科学家们提出了多个真实气体状态方程，如范德瓦尔斯方程、克拉珀龙方程等。

这些方程考虑了气体分子之间的相互作用和体积排除效应。

3. 范德瓦尔斯方程范德瓦尔斯方程是描述非理想气体状态的经验模型，在一定条件下适用于大部分气体系统。

其数学表达式为：（P + an^2/V^2）(V - nb) = nRT其中，a和b分别为范德瓦尔斯常数，与气体的性质有关。

二、应用实例1. 气体的体积计算气体状态方程可以用来计算气体的体积，特别是在理想气体的条件下。

通过对气体的压力、温度和物质量的测量，可以利用气体状态方程计算出气体的体积。

这在化学实验室中非常常见，用于确定气体的相对摩尔质量或浓度。

2. 气体的状态变化分析气体状态方程可以用来分析气体在不同条件下的状态变化情况。

例如，在等温过程中，根据理想气体状态方程可以推导出等温压缩和膨胀的数学关系。

该应用在工程学和热力学研究中具有重要意义。

3. 气体混合物的计算在实际应用中，常常会遇到不同气体混合而成的情况。

通过气体状态方程，可以计算混合气体的总压力、总体积和混合比例。

这对于研究空气组成、燃烧过程等非常有帮助。

4. 气体的化学反应计算化学反应中的气体通常具有体积、压力和温度等变化。

气体动力学的基础理想气体和真实气体的特性气体动力学是研究气体在不同条件下的运动和相互作用的学科。

在气体动力学中，我们通常将气体分为两种类型：理想气体和真实气体。

理想气体是指具有一些理想特性的气体模型，而真实气体则更接近于实际气体的行为。

本文将介绍理想气体和真实气体的基本特性和区别。

一、理想气体的特性理想气体是一种理论模型，用于描述气体在一定条件下的行为。

它具有以下几个基本特性：1. 分子无体积：理想气体假设分子的体积可以忽略不计，因此分子之间不存在相互作用。

2. 分子无吸引力和斥力：理想气体假设分子之间没有相互引力或斥力，它们只在碰撞瞬间产生弹性碰撞。

3. 分子运动无规律：理想气体假设分子运动是无规律的，碰撞时的速度和方向是随机的。

4. 温度与能量成正比：理想气体的温度是由分子的平均动能决定的，温度越高，分子的平均动能越大。

5. 状态方程：理想气体的状态可以由状态方程表示，最常用的是理想气体状态方程PV=nRT（P为气体压强，V为体积，n为物质的摩尔数，R为气体常数，T为气体的绝对温度）。

二、真实气体的特性真实气体与理想气体相比，更接近于实际气体的行为。

尽管真实气体的行为更复杂，但我们仍可以总结出一些共同的特性和区别：1. 分子有体积：真实气体中的分子具有一定的体积，相比于容器的体积来说可以忽略不计，但在高压和低温条件下，分子间的体积效应将变得显著。

2. 分子间有相互作用：真实气体分子之间存在吸引力和斥力，这种相互作用会影响气体的压强、体积和温度。

3. 分子运动有规律：真实气体分子的运动是有规律的，符合动量守恒和能量守恒定律。

4. 温度与能量关系复杂：真实气体的温度与分子的平均动能之间的关系并不像理想气体那样简单，因为分子间的相互作用会导致分子的动能分布不均匀。

5. 状态方程复杂：真实气体的状态方程并非像理想气体状态方程那样简洁，不同的气体有不同的状态方程，例如范德华方程等。

总结：理想气体和真实气体是描述气体行为的两种模型。

第二节理想气体和真实气体在空分装置中,其工质为气态物质,分子在不断地作热运动：移动、转动和振动,分子的数量是巨大的,运动是不规则的;因此,气体的性质是很复杂,很难找出其运动规律;为了便于分析,提出了理想气体这一概念;凡能满足以下三个条件的气体称为理想气体：1. 分子本身的体积忽略不计；2. 分子相互没有作用力；3. 分子间不发生化学反应;大大简化,;真实气体在温1.,温度愈高,,,低于冰点温度,,就不为尺叫热力学温标,也称绝对温标;热力学温度量的符号T,单位名称开尔文,单位符号K;两种温标的关糸是；T＝273.15+K ,通常简化为T=273+tKt=T-273.15℃通常简化为t=T-273℃例如,在标准大气压下,冰的熔点为0℃即273Κ;测量温度的仪器有水银温度计、铂电阻温度计、热电偶温度计等;仪表指示的温度常用℃,而工程计算中常用K,为此应熟悉这两种温标的换算;由于摄氏温度和绝对温度所示的温标每一个刻度值大小一样,不论是采用那种温标,它们的数值是相同的;2. 压强压力,分子运动论把气体的压力看作是气体分子撞击容器壁的宏观表现;物体单位面积上所承受的垂直作用力称为压强,使用习惯称为“压力”;在法定的单位制中,压力的符号P,单位名称“帕斯卡”,单位符号Pa;就是1m2的面积上均匀地用1N 的垂直作用力所产生的压强,即1Pa=1N/m2;在物理学中把0℃时纬度450海平面上大气压力称为标准大气压或物理大气压,单位符号atm,1atm=101325Pa;除特别指明外,以前工程计算上用的大气压是指工程大气压,单位符号at,1at=98066.5Pa;气体的压力也可以用液柱高度来表示,也就是用液柱对底面上的压力表示气体压力;常用有毫米汞柱和毫米水柱;1mmHg=133.322Pa,1mmH2O=9.80665Pa;测量压力的仪表所指示的压力,是被测压力的绝对值与大气压之差;容器内气体对容器壁的实际压力称绝对压力;容器内实际压力小于当地大气压力的数值称为真空度;三者关系： P绝=P大气+P表P绝=P大气-P真由于压力表测出的是表压力和真空度,而实际计算时都用绝对压力,因为只有绝对压力才能说明气体的真实状况;3. 比容,单位质量的气体所占有的容积称为比容,量的符号u,单位符号m3/kg;反之单位容积中气体的质量,称为气体密度,量的符号为ρ单位符号kg/m3比容和密度互为倒数;在说明气体的比容和密度时,必须说明气体所处的状态,因为同一气体在不同温度和压力条件下,有不同数值的比容和密度;在标准状态下压力为101.325KPa,温度为0℃时气体的标准比容uo 和密度ρo可分别表示 ;除温度、压力、比容三个基本状态参数外,内能、焓和熵也是气体状态参数,尤其焓和熵的概念使用中经常用到,本节不作介绍;1.2.2 理想气体的基本定理及其状态方程气体定律是表示在气体状态发生变化时,气体的基本参数P、V、T三者之间的关系;在压力不太高与大气压相比、温度不太低与该气体的液化温度比时,做了一系列气体性能实验发现；1. 温度不变时,气体在各状态下的压力p与比容u成反比玻意耳—马略特定律;即pu=常数, 或P1u1=P2u2==…2. 在压力不变的条件下,气体在各状态下的比容与绝对温成正比盖.吕萨克定律;=常数, 或==…在体积不变的条件下,气温越高压力也越大,气体在各状态下的绝对温度与压力成正比查理定律;=常数, 或==…根据上述三个关系式可以得到理想气体在状态变化时,压力P、温度T、比容u之间的关糸,即理想气体状态方程：PV=RT 1-11.2.3 混合气体的性质混合气体的性质,取决于组成混合气体的各组分的含量;空气中主要是氮和氧,它们的含量基本不变,因此,在一般情况下,可以把空气看作单一气体,当混合气体的各组成气体为理想气体,则混合气体也适用于理想气体各有关定律;1. 分压力和分容积,分压是分析和处理混合气体性质有关问题的一个基本概念;凡牵涉到混合气体或混溶液系统的汽相部分的地方,经常遇到分压的应用;一个由多种气体组成的混合物,假设使混合气体中各组分气体单独分开,并使容积和温度保持原来混合气体的容积和温度,这时各组分气体的压力称为该组分气体的分压力;对于理想气体的混合气体,各组成气体分子的分子运动是相互不干扰的,所以混合气体对容壁所显示的压力,应该等于各组分气体分压力之和;设p为混合气体的压力,p1、p2、p3、…pn分别为各组成气体压力,则p=p1+p2+pn这就是道尔顿定律;假设把混合气体各组分单独分开,并使压力和温度都保持不变,这时各组成气体应该有的容积,称为该组成气体的分容积;设V为混合气体总容积,V1、V2、V3、Vn、为各组分气体分容积,则V=V1+V2+…+Vn对理想气体的混合气体,根据道尔顿定律,可以推出一个很重要的结论,在温度不变下,可以写出如下关系式：; Pt V=PVtPt=P=YtP或 Yt== 1-2式中Yt–各组成气体的容积百分数;混合气体的总压乘以每种分组的容积百分数,就是该组分在混合气体中的分压;当混合气体总压力一定时,组成气体分压力和其体积成分成正比,或者说,各组成气体的体积成分等于它的分压力与总压力之比;2. 质量百分数与容积百分数,混合气体的组成一般用质量百分数与容积百分数来表示;质量百分数---混合气体中某一组成气体的质量占混合气体的总质量为,m=m1+m2+m3即++=1, ,,就是各组成气体的质量百分数;容积百分数---各组成气体的容积占混合气体总容积的百分数;设各组成气体的分容积为V1,V2,V3,则混合气体的总容积为：V=V1+V2+V3若=Y1,=Y2,=Y3则Y1+Y2+Y3=1,Y1,Y2,Y3就是各组成气体的容积百分数;1.2.4 实际气体在低温时的基本热力性质1. 实际气体的压缩性,在空分设备中,机器,设备在低温下工作,理想状态方程已不再适用;通常采用一种简便方法,即引入压缩性系数Z来表示实际气体状态方程：Pu=ZRT 1-3Z=;Z值的大小表示相同状态P,T下,实际气体比容同理想气体比容的偏差;Z值与温度和压力有关,而且通常不等于１,表示这种气体比理想气体容易压缩;在较高压力下发生偏差的主要原因,是不可压缩的分子体积与气体的总体积相比较变为相当大;图1-1中所示几种气体,当温度为288K时,在不同压力下的Pu/RT值;由图可见各种气体随压力的增高,会或多或少的偏离理想气体,其中CO2偏离最大;实验指出,温度愈低,实际气体与理想气体的偏离也愈大,例如氮在0℃和10MPa时与理想气体的偏差还不大,但在-100℃和10MPa时,偏差很大;当气体压力相对较高,温度相对较低,从而分子相对比较密集时,与理想气体的偏离就比较明显;图1-1气体在不同压力下的PU/RT把理想气体的假设予以校正考虑到实际气体分子本身所占的体积,因此要从气体的体积扣除掉一部分V-b,才是分子活动的体积范围；考虑到实际气体分子之间存在一定的作用力,因此气体对外的压力要再加上,才是气体本来应该具有的压力;经过这样的校正,PV=RT的基本关系,就可用许多方式来表示实际气体各性质间的近似关系;最简单,最常用的就是范德华方程式V-b= 1-4其中常数只有a和b,其数值也是依物质不同而异;当p接近于零,v接近于无限大时,上式就变为理想气体方程;范德华方程对理论分析具有一定意义;它可以较简单地导得对比态定律关系;如果气体行为遵从范德华方程,其临界参数与a、b值间的关系：PC=； TC=； uc=3b只要利用这样三个临界参数来表达对比参数pr =,Tr=,Ur=经整理后,可得出用对比参数表达的状态方程式：p r +3ur-1=8T 1-5式中不再出现特性常数a和b值,从而表明,它对不同气体均能适用;只要对比参数中的两个Pr Tr相同,第三个Ur就也相同;各种气体的压缩性系数不同,其值可由图表查得;对于同一种气体,其值取决于相应的压力及温度;对于不同气体,对比温度相同,则其压缩性系数可以近似看作相同,可由图1-2查得根据上述对比态定律,可求得实际气体的压缩性系数Z为：Z==Zc1-6图１-２气体和蒸汽的压缩因子图中采用对比坐标,即对比温度Tr =、对比压力Pr=、对比容积ur=;2. 临界参数,气态物质如果维持其压力不变而降低温度进行冷却,或在温度不超过一定程度,维持其温度不变而提高压力进行压缩都迟早可以发生液化现象同时加压降温也可;但当温度高到一定程度后,就会出现单靠加压无法使气体液化的情况;这一温度界限,就叫‘临界温度’;实际气体只有冷到c点温度以下,才能使它液化图1-3;在临界温度这一特定温度下,使气体液化的最小压力饱和压力就叫临界压力;图1-3实际气体P-U图当气体的压力超过临界压力时,单靠降温也无法使它发生液化现象;在临界温度、临界压力下,气体物质所具有的比容,叫做“临界比容”;这三项参数分别用符号Tc ,Pc,Uc表示,统称临界参数见附表１;临界参数所代表的特定状态,就叫做临界状态为临界参数;1.2.5 饱和蒸汽与其液体平衡时的性质蒸汽和气体都属气态物质,而工程上习惯把远离液相,可以按照理想气体的性质进行分析计算的气体称为气体；把接近液相的气体称为蒸汽,当蒸汽被压缩和被冷却时很容易变成液体,它与理想气体的性质差别很大;在空气分离中,只有在空压机前后的空气,换热器上部的氧、氮气可作为理想气体处理,进、出精馏塔的空气、氧、氮都接近液体,都必须按蒸汽来处理;1. 蒸汽的形成,在1at下,当水温升高到１００℃时,水中就出现大量汽泡,并放出大量蒸汽,这时水上下翻腾,这种现象称为沸腾;如继续加温,水温不会再升高,但有更多的蒸汽蒸发出来,一直把水蒸发干;在一定压力下,任何一种液体只有在一定的温度时,才能沸腾;压力增加,沸腾温度升高;液体沸腾时的温度叫沸点或称饱和温度;例如在大气压下,水的沸点100℃373k,氧的沸点90k,氮的沸点77k;常用气压的沸点见附表1;相反,水蒸汽冷却时,在100℃时冷凝结成水,氧气在90k时凝结成液氧,氮气在77k时凝结成液氮,对于纯净物质的沸点,也即称冷凝点或冷凝温度;现以液氧为例,讨论蒸汽的形成,在T-s图1-4上的表示;如有1kg液氧,在1at压力下,开始温度为88K图中的点a;在通常情况下,液态纯净物质在定压条件下受热汽化时,经历三个阶段：当温度尚未达到此压力下的饱和温度低于沸点时,称为过冷液体或未饱和液体;在此阶段,液氧受热只引起温度升高,而不为发生气化；当过冷液氧等压加热,温度上升到饱和温度99K即沸点如图中的点b时,这时的液氧称为饱和液体;图1-4蒸汽形成在T-s图上的表现继续对饱和液氧加热,液氧开始沸腾,则将发生汽化;汽化时温度不变,维持在饱和温度中图1-4中bed线为一个平行的水平直线；所生成的汽体为饱和蒸汽;则以同一温度即饱和温度与饱和液体共同存在图中的点e;气相和液相平衡共存汽液平衡的状态称为湿蒸汽：当最后一滴液氧化为蒸汽时的蒸汽x=1称为干饱和蒸汽图中的点d；再受热,则己全部成为气态氧的温度将又开始升高,高出饱和温度的数值,而成为过热蒸汽图中点f;蒸汽形成过程可以在Ｔ为纵坐标,Ｓ熵为横坐标的Ｔ－Ｓ图上清楚地表示出来,压力增加,沸腾温度升高;图中ａ\、点相应于过冷液体,ｂ\点相应于饱和液体,ｅ\点相应于湿蒸汽,d\点相应于干饱和蒸汽f\‘、点相应于过热蒸汽;从状态a\到f\所吸收的热量可以用a\d\b\f\曲线下的面积表示;2. 饱和温度与饱和压力, 当液体放置在密闭容器中,随时都有液体分子通过液面进入上面空间,同时也有气态分子返回液体中,前一现象称为液体的气化或蒸发,后一现象称为蒸汽的液化或凝结;汽化速度决定于液体的温度,液化速度决定于空间中蒸汽分子的密度,即决定于空间中这种蒸汽之分压力;如空间中无其他气体,则此种蒸汽的分压力也即液面上的总压力;到某一状态时,汽化与液化速度相等,达到动态平衡;此时两种过程仍在不断进行,但总的结果使状态不再改变;此时空间中的蒸汽密度不再增加,与液体处于平衡状态时的蒸汽称为饱和蒸汽,蒸汽的压力称为饱和压力,温度称为饱和温度;因而在氧的T-S图中汽液两相共存时温饱和蒸汽区的定压线同时也是定温线;如果温度升高,则汽化速度加快,空间中蒸汽密度也增加,当达到某一完全确定的数值时,将重新建立动态平衡;此时的蒸汽压力亦为对应于新温度的饱和压力;可见物质的某一饱和温度,必对应于某一饱和压力,这由物质的性质决定;在冷凝蒸发器中,其液氧的压力0.05MPa,可看作纯氧,其沸点温度为94K;氧蒸发时必需吸收氮冷凝时放出的热量;因而氮必须在高于94K温度冷凝;在大气压下,氮的冷凝温度是７７Ｋ,为了使它的冷凝温度提高到９６Ｋ,氮的压力应提高到0.59MPa;冷凝蒸发器传热温差决定了下塔压力;在有关汽液平衡的问题中,饱和压力和温度之间的依赖关系,也就是通常所说沸点和蒸汽压力的关系;实验表明,各种物质的沸点都是随着压力的提高而提高,相应地,蒸汽压力也随着压力的提高而提高的;这一规律是基于热力学第一定律和热力学第二定律;3. 汽化潜热, 在恒定温度下,把汽化单位物量的饱和液体完全变成干饱和蒸汽所吸收的热由外界提供一定的热量,称为该物量的汽化潜热;用符号r表示,单位是j/g;汽化潜热随着饱和温度Ｔ;饱和压力pc的提高而减少;当温度趋于临界温度时,汽化潜热趋于零;这表明饱和蒸汽和饱和液体在物性上的差异,随着压力的提高而逐渐缩小;按这样的趋势,当压力提高到一定程度时,这一差异将消失,就是说,饱和蒸汽和饱和液体在物性上变得没有差别成为相同的东西;这一压力的界限,就是临界压力;相应的饱和温度,以及物质的比容,就分别是临界温度和临界比容;这就是到达了临界状态;在临界状态时汽化潜热等于零;混合物的潜热除和组分的性质有关外,还和各组分的含量有关;汽化潜热的数值可以利用T-s图等气体热力性质图来确定;由于汽化是一个定压的过程,也可按比熵或比焓的定义求出,汽化潜热的数值就等于饱和蒸汽的焓与饱和液体的焓的差值,即r=Tc s汽-s液或r=h汽-h也可用图1-4中的面积d\-s\\-s\-b\表示;4. 液体混合物的有关性质,现在我们研究有饱和蒸汽存在时的几种成分混合而成的液体混合物,如液态空气;从图1-5所示的空气p-u图上看出,当温度低于临界温度132.42-132.52K时,等温线不再是与比容u轴平行的一条水平线段图上bd、b\d\线;从图１-４的T-s图上也可以看出这一现象蒸汽形成的T-s 图上用虚线表示;由形成均态溶液的两个液体氧和液体氮所组成的混合物的饱和蒸气压力,不仅与各组分的单独性质和混合物的温度有关,而且与溶液的相互溶解度有关;因为不同成分间的互相作用力,和纯组分分子间的相互作用不同,并在形成溶液时有体积变化和热效应产生;气体混合物在定压下,冷却到产生第一微小的液滴不是纯组分时的温度叫露点;处于露点温度下的气体称为饱和蒸汽;精馏塔顶的气体温度,就处在露点温度下;由此可见,不同组成的气体混合物,它们的露点是不相同的查h-T图;液体混合物在定压下加热到某一个温度时,出现第一个很小的汽泡不是纯组分,即刚开始沸腾,此温度叫泡点温度,处在泡点温度下的液体称为饱和液体;下塔的富氧液就处在泡点温度;对空气混合物进行冷凝过程图b-d中的温度是变化的,泡点点b为78.8k,露点点d为81.8k,其对应的组成也是变化的;所以,对于该体混合物没有恒定的沸点;液体混合物在泡点和露点的整个范围内,都处于沸腾状态,并且不同温度下汽液相的组成不同;图1-5液态空气p-u图1.2.6 湿空气大气中的空气或多或少总含有水蒸汽,这种由空气和水蒸汽组成的混合物就是湿空气;由于空气中水蒸汽的分压很小,因此可作理想混合气体处理湿空气经压缩、烘干等过程时,干空气量是不变的,而其中水蒸汽量可能改变,也可能不变,因此,计算湿空气的热力性质时,采用1kg干空气作为单位量;1. 湿空气的热力性质及有关定义1饱和湿空气, 指空气中的水蒸汽处于饱和状态的湿空气;2绝对温度, 指1m3湿空气中所含水蒸汽量,在数值上等于在水蒸汽分压力PHO和湿空气温度下的水2蒸汽密度;3相对湿度φ指湿空气中实际所含水蒸汽量和同温度下饱和湿空气所含的水蒸汽量之比,即φ==;4含湿量d指1kg干空气所含水蒸汽量;d==g/kg 1-7式中B—湿空气压力;5干球温度t和湿球温度t用通常温度计测得的空气温度称为干球温度t,用湿纱布包住温度计所测得的湿空气温度称为湿球温度t;饱和湿空气的干、湿球温度彼此相等,不饱和湿空气的干球温度高于湿球温度,因而可利用干、湿球温度差来求湿空气的相对湿度ф;,在数值6露点,湿空气在定压下冷却到某一温度时,水分开始从湿空气中析出,这个温度称为露点ttd上等于湿空气中水蒸汽分压下的饱和温度;2. 湿空气的H-d图,根据上列计算式和当地大气压力,可绘制出专用的湿空气H-d图;图1-6是标准大气压力的实用H-d图;在当地大气压与标准大气压力相差不大时,按图进行计算的误差小于2%;图1-6湿空气的H-d图注1mmHg=133.322pa。

气体状态方程理想气体与实际气体的区别气体状态方程：理想气体与实际气体的区别气体是一种无固定形状和体积的物质，其行为可以由气体状态方程来描述。

在研究气体性质和行为时，我们可以使用理想气体模型和实际气体模型。

本文将详细讨论理想气体和实际气体之间的区别。

一、理想气体模型理想气体模型是一种简化的模型，用于描述气体的性质和行为。

它基于以下假设：1. 气体分子之间没有相互作用力：理想气体中的分子并不对彼此施加吸引力或排斥力。

2. 分子体积可以忽略不计：理想气体被认为是点状的，其分子体积可以忽略不计。

3. 分子运动速度无限制：理想气体中的分子可以具有任意高的速度，且可以自由运动。

根据这些假设，理想气体状态方程可以表示为PV = nRT，其中P是气体的压力，V是气体的体积，n是气体的摩尔数，R是气体常数，T是气体的温度（以开尔文为单位）。

二、实际气体模型与理想气体模型相比，实际气体模型更加接近实际情况。

实际气体模型考虑了以下因素：1. 分子之间的相互作用：实际气体中的分子会相互作用，包括吸引力和排斥力。

这些相互作用会影响气体的压力和体积。

2. 分子体积的影响：实际气体中的分子确实占据一定的体积，这个体积与气体的总体积相比可能不可忽略。

3. 分子运动受限：实际气体中的分子受到外部环境的限制，不能无限制地运动。

为了更准确地描述实际气体，科学家发展了一系列实际气体状态方程，如范德瓦尔斯方程、柯文-克拉普隆方程等。

这些方程在考虑了实际气体的特性后，提供了与理想气体模型有所不同的结果。

三、理想气体与实际气体的区别1. 压力与体积关系：在低密度和高温条件下，理想气体的压力与体积呈反比关系。

但实际气体在高压或低温下会出现偏离理想状况的情况。

实际气体的压力与体积关系可以通过实际气体状态方程来描述。

2. 气体的相变行为：理想气体模型并不能准确描述气体的相变行为，如气体的液化和凝固。

相反，实际气体模型可以解释气体在接近临界点时发生相变的现象。