物理化学

大学《物理化学》思维导图，包含了理想气体、理想气体混合物、实际气体的状态方程、实际气体的液化与临界状态等内容，帮助整理学习思维，学习更加简单！

物理化学

• 气体
  • 理想气体
    • 气体的基本实验定律
      • 波义耳定律：在恒温条件下，一定量的气体的体积V与均与压力P成反比。 pV=常数 （n、T恒定）
      • 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热力学温度T成正比。 V/T=常数 （n、p恒定）
      • 阿伏伽德罗定律：在相同温度、压力下，等体积的任何气体均含有相同的分子个数。
    • 理想气体及其状态方程pV=nRT
      • R=8.314J/K•mol
      • 气体是大量分子的集合体。（分子之间的距离相对于整个容器的体积，气体分子本身体积很小，可忽略不计）
      • 气体分子不断的做无规则的热运动，分子之间没有相互作用力。
      • 分子彼此之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性的。即碰撞时没有能量损耗。
        • 实验表明，在低压（与1MPa比较)和较高温度（与0K比较）下的实际气体接近于理想气体的行为，而且压力越低越为接近。
  • 理想气体混合物
    • 道尔顿分压定律：在气体混合物中，混合气体的总压力等于个气体在同温度和同体下单独存在时的压力之和。p=(n₁+n₂+⋯+nk)RT/V
    • 阿马格分体积定律：混和气体的总体积，等于各气体在同温度同压力下单独存在时的体技之和。 V=V₁+V₂+⋯+Vk
  • 实际气体的状态方程
    • 实际气体对理想气体的偏差
      • 真实气体只是在低压和较高温度下近似地服从理想气体状态方程。
      • 每种气体都存在一个特定的温度T，称为波义耳温度，在此温度时曲线正好与pVm=RT水平相切，因而气体的pVm值在较大范围内都符合或接近理想气体的值。
      • 在温度大于T时，PVm值都大于RT，并随p增大而上升；在温度低于T时，则pVm随p增大先降而后升，出现最低点。
    • 范德华方程式
      • b：对体积的修正项——1mol实际气体能够运动的空间应是（Vm-b）
      • 分子间引力的修正——p内=a/V²m，修正后压力为（p+a/V²m）
      • （p+a/V²m）（Vm-b）=RT
        • a、b是物质的特性常数，称为范德华常数
    • 维里方程：实际气体对与理想气体的偏差，表现在其pVm值在等温条件下还不等于常数而随压力的变化而变化。为了修正偏差，出现了无穷极表示的维里方程 pVm/RT=1+B₂p+B₃p+B₄p+L（也可表示为pVm/RT=1+B₂/Vm+B₃/V²m+B₄/V³m+L)
  • 实际气体的液化与临界状态
    • 在足够低的温度下，恒温压缩气体达到一定压力时可使气体液化。
    • 温度超过一定限若度后，无论施加多大的压力也不能使气体液化，这个温度称为临界温度，以Tc表示。
  • 对应状态定律和压缩因子图
    • 对应状态定律：若不同的气体有两个对比状态参数彼此相等，则第三个对比状态参数大体上具有相同的值。
      • pr=p/pc
        • pr、Vr、Tr称为对比压力、对比体积、对比温度，它们都是无量纲的纯数
      • Vr=Vm/Vc
      • Tr=T/Tc
    • 普遍化压缩因子图
      • 实际气体与理想气体的偏差程度用压缩因子Z来表示。
      • Z=Vm,实/Vm,理→Z=pVm，实/RT
      • pV=ZnRT
        • 理想气体在任何温度、压力下的Z值均等于1.实际气体则Z≠1，当Z>1时为正偏差；当Z<1时为负偏差。当压力趋近于零时，任何温度下各种气体的Z都趋近与1.
      • 对气体进行矫正：Tr=T/(Tc+8K)及pr=p/(pc+8×10⁵Pa