34) Уравнение Ван-дер-Ваальс.
Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса — уравнение, связывающее основные термодинамические величины в модели газа Ван-дер-Ваальса.
Хотя модель идеального газа хорошо описывает поведение реальных газов при низких давлениях и высоких температурах, в других условиях её соответствие с опытом гораздо хуже. В частности, это проявляется в том, что реальные газы могут быть переведены в жидкое и даже в твёрдое состояние, а идеальные — не могут.
Для более точного описания поведения реальных газов при низких температурах была создана модель газа Ван-дер-Ваальса, учитывающая силы межмолекулярного взаимодействия. В этой модели внутренняя энергия становится функцией не только температуры, но и объёма.
Уравнение Ван-дер-Ваальса — это одно из широко известных приближённых уравнений состояния, имеющее компактную форму и учитывающее основные характеристики газа с межмолекулярным взаимодействием[1].
ермическим уравнением состояния (или, часто, просто уравнением состояния) называется связь между давлением, объёмом и температурой.
Для одного моля газа Ван-дер-Ваальса оно имеет вид:
где
—
давление,
—
молярный
объём,— абсолютная температура,
—
универсальная
газовая постоянная.
Видно,
что это уравнение фактически является
уравнением
состояния идеального газа
с двумя поправками. Поправка
учитывает
силы притяжения между молекулами
(давление на стенку уменьшается, так
как есть силы, втягивающие молекулы
приграничного слоя внутрь), поправка
—
объем молекул газа.
Для
молей
газа Ван-дер-Ваальса уравнение состояния
выглядит так:
где