单选题
411.讨论实际气体时,若压缩因子Z>1,则表示该气体[ ]。
A
容易液化
B
在相同温度和压力下,其内压为零
C
在相同温度和压カ下,其Vm较理想气体摩尔体积为大
D
该气体有较大的对比压力
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
压缩因子 $Z$ 定义为实际气体的摩尔体积 $V_m$ 与同温同压下理想气体摩尔体积 $V_{m,ideal}$ 的比值,即:
$$ Z = \frac{p V_m}{RT} = \frac{V_m}{V_{m,ideal}} $$
其中,$V_{m,ideal} = \frac{RT}{p}$。
根据该定义分析各个选项:
1. **分析选项 C**:
当 $Z > 1$ 时,由公式 $\frac{V_m}{V_{m,ideal}} > 1$ 可知,$V_m > V_{m,ideal}$。
这意味着在相同的温度和压力下,该实际气体的摩尔体积大于理想气体的摩尔体积。这通常是因为气体分子间的斥力占主导地位,或者分子本身的体积不可忽略,导致气体比理想气体更“难压缩”。因此,**选项 C 正确**。
2. **分析选项 A**:
气体是否容易液化主要取决于分子间引力的大小。当分子间引力显著时(通常在低温高压下),气体容易被压缩,此时 $Z < 1$。而当 $Z > 1$ 时,通常表示斥力占优或处于高温低压状态,这种情况下气体偏离理想行为表现为“膨胀”,并不利于液化。因此,选项 A 错误。
3. **分析选项 B**:
实际气体的内压(内部压力)源于分子间的相互作用力。对于实际气体,内压通常不为零。只有在理想气体模型中,才假设分子间无相互作用力,内压为零。$Z > 1$ 只是描述了 $p-V-T$ 关系,并不能推导出内压为零的结论。因此,选项 B 错误。
4. **分析选项 D**:
对比压力 $P_r = P/P_c$。虽然在某些高对比压力下可能出现 $Z > 1$(因为斥力效应增强),但 $Z > 1$ 也可能出现在低对比压力但高温的情况下(温度很高时,动能大,分子间距大,但也可能因第二维里系数为正而导致 $Z>1$)。$Z > 1$ 是状态的结果,而不是直接等同于“有较大的对比压力”这一条件描述,且该选项逻辑因果关系不强。相比之下,C 选项是 $Z > 1$ 的直接数学和物理定义推论。因此,选项 D 不是最佳描述。
**结论:**
当压缩因子 $Z > 1$ 时,表示实际气体比理想气体更难压缩,即在相同温度和压力下,其摩尔体积 $V_m$ 大于理想气体的摩尔体积。
故正确答案为 **C**。
相关知识点:
循环过程Q与W的关系
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