第1页：第一章气体的pVT关系封面
- 章节主题
- 第一章 气体的pVT关系（The Properties of Gases）。
- 本章主线
- 理想气体状态方程与真实气体状态方程两条线索。
第2页：本章简介
本章简介：
- 理想气体状态方程（The perfect gas equations）
- 真实气体状态方程（The real gas equations）
第3页：物质的聚集状态
物质的聚集状态：
- 固体：有固定形状，不属于流体。
- 液体：流体，无固定形状。
- 气体：流体，无固定形状。
本章的研究对象为气体。
第4页：气体的基本物理性质
气体的基本物理性质（Physical properties of gas）：下表列出描述气体状态常用的四个物理量及其符号与单位。
气体基本物理量符号与单位对照表| 物理量 | 符号 | 单位 |
|---|
| 组成 | n | mol |
|---|
| 压力 | p | Pa |
|---|
| 体积 | V | m³ |
|---|
| 温度 | T | K |
|---|
第5页：理想气体的两大特征
- 理想气体两大特征
- 分子之间无相互作用力；分子本身不占有体积。
- 接近理想气体的实际状态
- 低压、高温条件下的实际气体，其行为接近理想气体。
第6页：气体三大定律
气体定律（Gas laws）：
- 波义耳定律（Boyle's law）：T 一定时，pV = c。
- 查理定律（Charles' law）：p 一定时，V ∝ T。
- 阿伏伽德罗原理（Avogadro's principle）：T、p 一定时，V ∝ n。
第7页：理想气体状态方程
- 理想气体状态方程
- pV = nRT。式中 p 为压力，V 为体积，n 为物质的量，T 为温度。
- 摩尔气体常数
- R = 8.314 510 J·mol⁻¹·K⁻¹，为通用气体常数（universal gas constant）。
第8页：道尔顿分压定律
- 道尔顿定律（Dalton's Law）
- 混合气体中各种气体的分压之和等于总压，即总压等于各分压力之和。
- 分压力
- 组分气体单独占有混合气体总体积时所具有的压力。
第9页：阿马加分体积定律
- 阿马加定律（Amagat's law）
- 混合气体中各种气体的分体积之和等于总体积。
- 分体积
- 组分气体在与混合气体相同温度、压力下单独存在时所占有的体积。
第10页：实际气体与势能曲线
二、实际气体（The non-ideal gas）：
- Lennard-Jones 势能曲线描述分子间势能与分子间距的关系。
- 分子间距较大时表现为吸引（attractive），距离很近时表现为排斥（repulsive）。
实际气体与理想气体的偏差正来源于分子间的吸引与排斥作用。
第11页：气液平衡相关术语
- 饱和蒸气
- 处于气液平衡时的气体。
- 饱和蒸气压
- 一定温度下，与液体成平衡的饱和蒸气所具有的压力。
- 沸点
- 液体饱和蒸气压与外界压力相等时的温度；101.325 kPa 外压下的沸点称正常沸点。
- 相对湿度
- 大气中水蒸气压力达到其饱和蒸气压时，相对湿度为 100%。
- 临界温度
- 使气体能够液化所允许的最高温度。
第12页：范德华方程
范德华方程（van der Waals Equation）：
- 斥力（repulsion）：由分子本身体积引起，表现为体积修正项。
- 引力（attraction）：由分子间相互作用引起，表现为压力修正项。
范德华方程是最常用的真实气体状态方程之一，可在较宽范围内描述实际气体行为。
第13页：范德华方程的拐点
范德华等温线的拐点（van der Waals Inflection Point）：
- 临界等温线上出现拐点，该点对应气体的临界状态。
- 拐点处等温线的一阶、二阶导数均为零，可据此求取临界参数。
第14页：压缩因子
- 压缩因子（Compression factor）
- Z = pV/(nRT)，用于衡量实际气体对理想气体状态方程的偏差。
- 判读
- Z 越接近 1，气体行为越接近理想气体；Z 偏离 1 越远，真实气体特征越明显。
第15页：对应状态原理
- 对应状态原理
- 各种不同的气体，只要有两个对比参数相同，则第三个对比参数必定相同。
- 对比参数
- 气体的实际参数与其临界参数之比，称为对比参数（对比压力、对比体积、对比温度）。
第16页：本章讨论题
讨论题（Discussions）：
- 恒压下，物质的量恒定的某理想气体，其体积随温度的变化率为多少。
- 在任意 T、p 下，理想气体的压缩因子 Z 等于多少。
- 真实气体在什么条件下，其行为与理想气体相近。
第17页：本章习题
习题（Exercises）：
