§173 范德瓦斯方程-课件【PPT讲稿】.ppt

§ 范德瓦耳斯方程?1873 年荷兰物理学家范德瓦耳斯( Waals ,van der )在克劳修斯论文启发下,针对理想气体的两条基本假定两条基本假定: : ??忽略分子固有体积、忽略分子固有体积、??忽略除碰撞外分子间相互作用力忽略除碰撞外分子间相互作用力?他在此基础上作出了两条重要修正,得出了能描述真实气体行为的范德瓦耳斯方程。(一)分子固有体积修正(一)分子固有体积修正?理想气体不考虑分子的固有体积,所以理想气体方程中容器的体积 V 就是每个分子可以自由活动的空间。?如果把分子看作有一定大小的刚性球,则每个分子能有效活动的空间不再是 V 。?若1mol 气体占有 V m 体积,分子能自由活动空间的体积为 V m-b 。则有?V m-b = RT/p ?p = RT/(V m-b) ?当压强趋于无穷大时,气体体积 bV m? b 等于分子固有体积的 4倍: b 是气体无限压缩所达到的最小体积。可以证明,b 等于分子固有体积的 4倍。为什么 b等于分子固有体积的 4 倍, 而不是 1倍? 以上讨论对气体压强的分子固有体积固有体积修正。下面要考虑分子之间的作用力对气体压强的修正下面要考虑分子之间的作用力对气体压强的修正. 实际上只有分子之间的吸引力才会对气体压强产生修正。对气体压强来说一般不会有排斥力修正。(二)动理压强(三)分子力产生的压强( (四四) )气体中的内压强气体中的内压强?理想气体中只有动理压强, ?真实气体中除了有动理压强外还应有由于分子间作用力产生的压强。. 分子间作用力主要反映为吸引力, 而排斥力只有在碰撞一刹那才存在。气体分子垂直碰撞器壁时, 其它分子对它吸引力合力方向和它施于器壁冲量的方向相反。所以吸引力产生压强与动理压强方向相反。分子力的合力方向一般来说在气体内部, 气体分子受到其它分子的吸引力的合力为零。但是在容器内紧靠容器壁有一个界面层。界面层的厚度等于分子作用力半径。界面层中所有分子合力的方向都指向气体内部。分子力的合力方向合力为零气体内部分子在越过界气体内部分子在越过界面层向器壁运动,以及面层向器壁运动,以及与器壁碰撞以后返回穿与器壁碰撞以后返回穿过界面层过程中,都受过界面层过程中,都受到一指向气体内侧的力到一指向气体内侧的力。假定仪器所测出的真实气体压强为假定仪器所测出的真实气体压强为 p p, 又假定真实气体内部压强为又假定真实气体内部压强为 p p 内内。。(注意气体内压强气体内压强??p p i i 和气体内部压强和气体内部压强 p p 内内是不同的是不同的) 则p p 内内> >p p (为什么?) p p + + ??p p i i = = p p 内内设分子吸引力所减少的压强量值为设分子吸引力所减少的压强量值为??p p i i, ,??p p i i称称为气体内压强修正量。简称气体内压强。为气体内压强修正量。简称气体内压强。指向气体内侧的力指向气体内侧的力使分子碰撞器壁产生的动量改变要比不考虑分子引力时要小。器壁实际受到压强要比气体内部的压强小。?气体内部分子受到其它分子吸引力的合力相互抵消, ?气体的内部压强 p 内与分子吸引力无关。??真实气体内部压强等于理想气体压强真实气体内部压强等于理想气体压强?p p 内内= =p p 理理, , ??因而有因而有 RT bVp m??)( 内bV RT pp m i????这是同时考虑到分子固有体积修正及分子间吸引力修正后得到的真实气体状态方程。分子力的合力方向合力为零