1、1,1.3 氣體的液化及臨界參數(shù) Gases liquidation and Critical paracters,1. 液體的飽和蒸氣壓 the Saturated Vapour Pressure,理想氣體不液化（因分子間沒有相互作用力） 實際氣體：在一定T、p 時，氣液可共存達到平衡,氣液平衡時： 氣體稱為飽和蒸氣； 液體稱為飽和液體； 壓力稱為飽和蒸氣壓。,2,飽和蒸氣壓是溫度的函數(shù),表1.3.1 水、乙醇和苯在不同溫度下的飽和蒸氣壓,飽和蒸氣壓外壓時的溫度稱為沸點 飽和蒸氣壓1個大氣壓時的溫度稱為正常沸點,3,T一定時： 如 pB pB*，B氣體凝結為液體至pBpB* （此規(guī)律不受其它

2、氣體存在的影響）,相對濕度的概念：相對濕度,4,2. 臨界參數(shù) Critical paracters,由表1.3.1可知：p*=f (T) T ，p* 當TTc 時，液相消失，加壓不再可使氣體液化。,Tc 臨界溫度：使氣體能夠液化所允許的最高溫度, 臨界溫度以上不再有液體存在， p*=f (T) 曲線終止于臨界溫度； 臨界溫度 Tc 時的飽和蒸氣壓稱為臨界壓力,5,臨界壓力 pc : 在臨界溫度下使氣體液化所需的最低壓力 臨界摩爾體積Vm,c： 在Tc、pc下物質的摩爾體積,Tc、pc、Vc 統(tǒng)稱為物質的臨界參數(shù),6,3. 真實氣體的 p-Vm 圖及氣體的液化,CO2的PV圖,9,2) T=T

3、c,T , l-g線縮短，說明Vm(g) 與Vm(l)之差減小,T=Tc時，l-g線變?yōu)楣拯cC C：臨界點 Tc 臨界溫度 pc 臨界壓力 Vm,c 臨界體積,臨界點處氣、液兩相摩爾體積及其它性質完全相同， 氣態(tài)、液態(tài)無法區(qū)分，此時：,10,3) T Tc,無論加多大壓力，氣態(tài)不再變?yōu)橐后w，等溫線為一光滑曲線,lcg虛線內：氣液兩相共存區(qū) lcg虛線外：單相區(qū) 左側：液相區(qū) 右側：氣相區(qū) 中 間：氣、液態(tài)連續(xù),11,超臨界流體,超臨界流體及超臨界萃?。?1、密度大，溶解能力強。 2、粘度小，擴散快。 3、毒性低，易分離。 4、無殘留，不改變萃取物的味道。可用于食品、藥品、保健品的萃取與提純。

4、5、操作條件溫和，萃取劑可重復使用，無三廢。,12,1.4 真實氣體狀態(tài)方程 the State Equation of Real Gases,描述真實氣體的pVT關系的方法： 1）引入壓縮因子Z，修正理想氣體狀態(tài)方程 2）引入 p、V 修正項，修正理想氣體狀態(tài)方程 3）使用經(jīng)驗公式，如維里方程,1. 真實氣體的 pVmp圖及波義爾溫度 T一定時，不同氣體的pVmp曲線有三種類型， 而同一種氣體在不同溫度的 pVmp曲線亦有 三種類型,13,14,T TB : p ， pVm T = TB : p , pVm開始不變，然后增加 T TB : p , pVm先下降，后增加,TB: 波義爾溫度，定

5、義為：,15,每種氣體有自己的波義爾溫度； TB 一般為Tc 的2 2.5 倍； T TB 時，氣體在幾百 kPa 的壓力范圍內 符合理想氣體狀態(tài)方程,2. 范德華（J.D.Vander Waals)方程,實質為： （分子間無相互作用力時氣體的壓力） （1 mol 氣體分子的自由活動空間）RT,理想氣體狀態(tài)方程 pVm=RT,16,實際氣體：,1) 分子間有相互作用力,分子間相互作用減弱了分子對器壁的碰撞， 所以： p= p理p內 p內= a / Vm2 p理= p + p內= p + a / Vm2,17,2) 分子本身占有體積 1 mol 真實氣體所占空間(Vmb) b：1 mol 分子自

6、身所占體積,將修正后的壓力和體積項引入理想氣體狀態(tài)方程：,范德華方程,式中：a , b 范德華常數(shù)，見附表,p 0 , Vm , 范德華方程 理想氣體狀態(tài)方程,18,2. 維里方程 Virial: 拉丁文“ 力” 的意思,Kammerling-Onnes于二十世紀初提出的經(jīng)驗式,當 p 0 時，Vm 維里方程 理想氣體狀態(tài)方程,19,維里方程后來用統(tǒng)計的方法得到了證明，成為具有一定理論意義的方程。 第二維里系數(shù)：反映了二分子間的相互作用對 氣體pVT關系的影響 第三維里系數(shù)：反映了三分子間的相互作用對 氣體pVT關系的影響,20,1.5 對應狀態(tài)原理及普遍化壓縮因子圖 the Law of C

7、orresponding States and the Popular Compressibility Factor Chart,1. 壓縮因子 引入壓縮因子來修正理想氣體狀態(tài)方程， 描述實際氣體的 pVT 性質： pV = ZnRT 或 pVm = ZRT,壓縮因子的定義為：,Z的單位為1,21,Z 的大小反映了真實氣體對理想氣體的偏差程度,維里方程實質是將壓縮因子表示成 Vm 或 p的級數(shù)關系。,22,臨界點時的 Zc :,多數(shù)物質的 Zc : 0.26 0.29,23,2. 對應狀態(tài)原理 Law of Corresponding States,定義：,對比參數(shù)反映了氣體所處狀態(tài)偏離臨界點的倍數(shù),對應狀態(tài)原理： 實際氣體在兩個對比參數(shù)相同時，它們的第三個對比參數(shù)幾乎具有相同的值。這時稱這些氣體處于相同的對應狀態(tài),24,3. 普遍化壓縮因子圖 Popular Compressibility Factor Chart,將對比參數(shù)引入壓縮因子，有：, Zc 近似為常數(shù)（Zc 0.270.29 ) 當pr , Vr , Tr 相同時，Z大致相同， Z = f (Tr , pr ) 適用于所有真實氣體 ,用圖來表示壓縮因子圖,25,26,任何Tr，pr 0，Z1（理想氣體）； Tr 較小時， pr，Z先，后， 反映出氣體低壓易壓縮，高壓難壓縮 Tr 較大時，Z 1,27,壓縮因子圖