> 由于单位时间气体给予面元△S的冲量即为作用力，所 以气体作用于器壁的压强为： D、 F△IN △S△S3V 即pV= N m-2N.my 32 其中豆-m为分子平均平动动能 >统计物理学导出了气体分子平均动能与温度的关系： E-三kT(单原子分子只有平动，k Boltzmann常数) 2 ·所以有： 2N.3k灯=NkT 32 ·再与pV=nRT比较：可得Boltzmann常数 8.314 k=R/N4 6.022×102=1.381x1023J-K 11
11 ¾ 由于单位时间气体给予面元 ' S的冲量即为作用力，所 以气体作用于器壁的压强为： ¾ 统计物理学导出了气体分子平均动能与温度的关系： • 所以有： • 再与 pV = nRT比较：可得Boltzmann常数 2 3 m v V N S I S F p ' ' ' 2 2 2 1 3 2 3 m v N m v N 即 pV 其中 为分子平均平动动能 2 1 2 E m v k （单原子分子只有平动 ， Boltzmann常数） 2 3 E kT k k 2 3 3 2 kT NkT N pV 23 1 23 8.314 / 1.381 10 J K 6.022 10 A k RN u u
五、理想气体混合物 >状态方程V=f(p,T,n1,n2,n3,.) >理想气体混合物中每一组分均服从理想气体状态方程 1.道尔顿分压定律(Dalton's Law of Partial Pressures) (1)分压定律(Dalton,.1801年) >在T,V一定时： p=2p=p+P2+p3+. 若摩尔分数：x=?= 。 John Dalton n∑n (1766-1844) 则某组分分压p=px >在温度和体积恒定时，理想气体混合物总压力等于 各组分气体单独存在时的压力p之和。 12
¾ 状态方程 V = f (p, T, n1, n2, n3, }) ¾ 理想气体混合物中每一组分均服从理想气体状态方程 1. 道尔顿分压定律（Dalton’s Law of Partial Pressures) (1) 分压定律 (Dalton, 1801年) ¾ 在T, V一定时： • 若摩尔分数： • 则某组分分压 pi = p xi ¾ 在温度和体积恒定时，理想气体混合物总压力p等于 各组分气体单独存在时的压力pi之和。 五、理想气体混合物 John Dalton (1766-1844) ¦ 1 2 3 i i p p p p p ¦ i i i i n n n n x 12
(2)道尔顿分压定律的实验证明 ·1904年诺贝尔化学奖，发现稀有气体 ·Pd制小管只允许H通过，Ar不能通过 ·外管通入一定压强的氢气，平衡后总压： PT =PAr +Puz ·不断改变氢气的压强： Sir William Ramsay (1852-1916) PT=PAr +PH PT =PAr+Puz H在Ar 验证了道尔顿分压定律 H 13
(2) 道尔顿分压定律的实验证明 • 1904年诺贝尔化学奖，发现稀有气体 • Pd 制小管只允许H2通过，Ar不能通过 • 外管通入一定压强的氢气，平衡后总压： • 不断改变氢气的压强： Sir William Ramsay (1852-1916) T Ar H2 pp p 2 ' ' T Ar H ppp 2 '' '' T Ar H p p p 13 . 验证了道尔顿分压定律
(3)道尔顿分压定律的应用： ·求分压/摩尔分数/部分物质的量 。 求转化率 >例2：实验室制备氢气通常采用排水集气法收 集氢气。在温度为为18C时，室内气压计为 753.8mmHg,得到湿氢气体积为0.567L。再 用分子筛除去水分，得到干氢气。计算干氢气 的物质的量。(0.023mol) 14
(3) 道尔顿分压定律的应用： • 求分压 / 摩尔分数 / 部分物质的量 • 求转化率 ¾例2：实验室制备氢气通常采用排水集气法收 集氢气。在温度为为18qC时，室内气压计为 753.8 mmHg，得到湿氢气体积为0.567 L。再 用分子筛除去水分，得到干氢气。计算干氢气 的物质的量。（0.023 mol） 14
>例3：在潜水员自身携带的水下呼吸器中充有氧 气和氦气。某一次潜水操作中在25C时，将46L 的O2(0.10MPa)和12L的He(0.10MPa)充 入体积为5.0L的贮罐中。计算该温度下贮罐中两 种气体的分压和混合气体的总压。(920kPa, 240kPa,1.16MPa) 15
¾ 例 3：在潜水员自身携带的水下呼吸器中充有氧 气和氦气。某一次潜水操作中在25 q C时，将46 L 的 O 2 （ 0.10 MPa ）和12L 的He （ 0.10MPa ）充 入体积为5.0 L的贮罐中。计算该温度下贮罐中两 种气体的分压和混合气体的总压。（920 kPa ， 240 kPa ，1.16 MPa ） 15