chapter 2 第二章 物质的状态

null第二章 物质的状态 chapter 2 state of matter第二章 物质的状态 chapter 2 state of matter 1 气体　(gas) 2 液体　(liquid) 3 固体　(solid) § 2-1 gas § 2-1 gas1—1 理想气体 (ideal gas, or perfect gas)重点讲解 Definition of ideal gas 气体分子只有质量而没有体积 气体分子之间没有相互吸引力 气体分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失 Which kind of gas can be thought as quasi-ideal gas?Which kind of gas can be thought as quasi-ideal gas?Real gas, or imperfect gas Temperature : high　　the distance among molecules : far volume ignored Pressure: low interaction among molecules: weaker ignored （1）理想气体的状态方程式ideal gas law equation （1）理想气体的状态方程式ideal gas law equation 波义尔定律：当n和T一定时，气体的V与p成反比 V ∝1/p （1） 查理-盖吕萨克定律： n和p一定时，V与T成正比 V ∝T （2） 阿佛加德罗定律：p与T一定时，V和n成正比 V ∝n （3） 以上三个经验定律的表达式合并得V ∝ nT/p (4) 实验测得（4）的比例系数是R，于是得到 pV=nRT (5) 这就是理想气体状态方程式注意：R的取值，P、V、n、T单位之间关系 pV=nRT pV=nRT International System of Units : p: Pa Pascal 帕，v: m3 立方米 ， T : K 开尔文， Gas constant: R:8.314 J·mol-1·K-1 From the gas equation: Derive the ideal gas equation Derive the ideal gas equation Example 2-1、example 2-2 page 18 Example 2-3, page 18 实验Example 2-3, page 18 设计实验近似计算 (approximate calculation)constantnullMethod of interpolationnull（2）气体分压定律(law of partial pressure) 1801 Dalton1、What is the partial pressure: pi partial pressure refers to the pressure produced by some gas occupying alone the whole volume of the all gases , symbolized pi 2、 law of partial pressure: Total pressure equals to the sum of partial pressure of all the gases nullFrom the law of partial pressure Where V总 means the total volume of all the gasesalsoWhere Xi is difined as molar fraction law of partial pressurePartial volumePartial volume2、what is the partial volume: Vi partial volume of some gas refers to the volume occupied by the gas whose pressure equals to the total pressure, symbolized by ViLaw of partial volume: Partial volumePartial volumeasExample 2-5 page 21Example 2-6, page 21About law of partial pressureAbout law of partial pressuret: total pt: total pressure Vt: total volume pi: partial pressure Vi: partial volumenull（3）气体扩散定律 law of gas diffusion Diffusion law: The diffusion rate of some gas is inversely proportional to the square root of its density, under the same pressure and temperature. law of gas diffusionlaw of gas diffusionExample 2-7, 2-8 page 22 Application: separate the raw material of atomic bomb---U235 from the mixture of U235 and U238 null1-2 实际气体状态方程式（了解）在恒温条件下，一定量理想气体的pV乘积是一个 常数，而实际气体却不是这样。1-3 气体的液化（了解）1-4 气体分子的速率分布和能量分布（了解）1-5 气体分子运动论（了解）Question: how to make some gas approximate to ideal gas?null§ 2-2 液体2-1 液体的蒸发 （1）蒸发过程: liquid ----gas 动态过程 （2）饱和蒸气压(saturated vapor pressure): 相关:液体本质、温度 无关: 液体的量、液面上方空间的体积 液体本质： innate character：分子间引力：强----液体逸出：难---蒸气压：低 Temperature: 温度：高--- 平均动能：大---逸出液体分子：多 ---蒸气压：大。 Vapor pressure and TemperatureVapor pressure and TemperatureSee page 35, table 2-7 and table 2-8 (3) Evaporation heat(3) Evaporation heatThe energy absorbed by the procedure of evaporation per mole liquid at the constant temperature and pressure.注：1)蒸发热与温度有关，温度不同时，保持恒温恒压蒸发所需的 热量不同 2)Clansius-Claperon方程中的蒸发热为该物质在某温度下的蒸发热。From the Clansius-Clapeyron equation From the Clansius-Clapeyron equation 1) calculate the evaporation heat during the procedure from T1 to T2 2) calculate the vapor pressure at some temperature 3) Calculate the boiling point at some pressure 2-2 boiling point2-2 boiling pointboiling point : abbr. bp The temperature at which a liquid boils at a fixed pressure, especially under standard atmospheric conditions. (1) at the boiling point: i) vapor pressure=external pressure ii) evaporation happened through the whole liquid (2) before the boiling point: i) vapor pressure less than external pressure ii) evaporation happened on the surface of the liquid See example 2-9, page 38 null§ 2-3 固体(自学，了解)3-1 晶体与非晶体 （1）概念 （2）晶体与非晶体的不同点 （a）可压性和扩散性均甚差。 （b）晶体有固定的外形，非晶体没有。 （c）晶体有固定的熔点，非晶体没有。 （d）晶体有各向异性，非晶体则是各向同性的。null3-2 晶体的外形 七大晶系null3-3 晶体的内部结构（1）十四种晶格三斜P单斜P单斜C正交P正交C正交I正交Fnull四方P四方F三方P六方P立方P立方F立方Inull（2）晶胞NaCl的晶胞CsCl的晶胞ZnS的晶胞晶胞是晶体的代表，是晶体中的最小单位。晶胞并置起来，则得到晶体。晶胞的代表性体现在以下两个方面： 一是代表晶体的化学组成；二是代表晶体的对称性，即与晶体具有相同的对称元素 —— 对称轴，对称面和对称中心 ) 。 晶胞是具有上述代表性的体积最小、直角最多的平行六面体。null（a）CsCl 型晶体 属简单立方晶格 Cs+:1 Cl- :8*1/8=1null（b）NaCl 型晶体 属立方面心晶格 Cl- : 8*1/8+6*1/2=4 Na+: 12*1/4+1=4null（c）立方ZnS 型 属立方面心晶格 S2-:8*1/8+6*1/2=4 Zn2+:4nullCaF2F-: 8 Ca2+: 8*1/8+6*1/2=4