готовые шпоры на 2ой семестр по физике / 41 вопрос

41

Уравнение Ван-дер-Ваальса

Учет собственного объема молекул и сил межмолекулярного взаимодействия привел голландского физика Ван-дер-Ваальса (1837-1923) к выводу уравнения состояния реального газа.

В уравнение Менделеева - Клапейрона введены две поправки.

Учет собственного объема молекул.

Фактический свободный объем, в котором могут двигаться молекулы, не V_m, а (V_m - b).

Учет взаимодействия молекул.

Действие сил притяжения между молекулами реального газа приводит к тому, что появляется дополнительное давление на газ, называемое внутренним давлением.

Внутренней давление обратно квадрату объема газа, т.е. , где a – постоянная Ван-дер-Ваальса, характеризующая силы межмолекулярного притяжения, V_m - молекулярный объем. Вводя эти поправки, получим уравнение Ван-дер-Ваальса для моля газов: .

Для произвольной массы m газа с учетом того, что V=V_m, уравнение Ван-Дер-Вальса примет вид:

или , где a и b определяются опытным путем и являются постоянными для каждого газа величинами.

Теоретические и экспериментальные изотермы

ABEF – экспериментальная изотерма

ABCDEF – теоретическая изотерма

AB – жидкое состояние

EF – ненасыщенный пар

BE – жидкость + насыщенный пар

BC – перегретая жидкость

DE – пересыщенный пар

CD – абсолютно неустойчивое состояние