32. Приведенное уравнения Ван-дер-Вальса. Внутрения энергия газа ванн-дер-Вальса.

Приведенное уравнение ВдВ Делая замену в уравнении Ван-дер-Ваальса:

Получим приведенное уравнение Ван-дер-Ваальса

Видно, что при выборе в качестве единиц критических параметров вещества уравнение ВдВ принимает вид, одинаковый для всех веществ. Отсюда можно заключить, что и поведение различных веществ (в приведенных величинах) одинаково. Это утверждение называется законом соответственных состояний. Формулируется он так: если два приведенных параметра вещества одинаковы, то и третий параметр одинаков. Однако надо заметить, что закон соответственных состояний все же не соблюдается для реальных газов и жидкостей.

Отличие результатов

К сожалению, простая теория, связанная с использованием уравнения ВдВ не всегда адекватно описывает реальную ситуацию. Основные отличия следующие. 1. Для данного вещества постоянные а и b в уравнении Ван-дер-Ваальса должны быть независимыми от температуры. В действительности же они зависят от температуры. 2. Из соотношения критических параметров следует, что величина

должна быть универсальной постоянной для всех веществ. В действительности же она изменяется.Например, для воды она равна 0,23, а для гелия 0,31. 3. Соотношение V0,кр=3b не соблюдается. Более точным соотношением является V0,кр≈2b. 4. В области двухфазных состояний уравнение Ван-дер-Ваальса не обосновано теоретически и дает расхождения с экспериментом.

Внутренняя энергия газа ВдВ

Взаимодействие между молекулами газа ВдВ обусловливает их взаимную потенциальную энергию. Поэтому, наряду с величиной νCVdT, в элементарное изменение внутренней энергии газа dU должна входить работа против внутренних сил притяжения dA’= Pвнутр dV. Следовательно, для газа Ван-дер-Ваальса

33. Эффект Джоуля-Томсана

Пропуская реальный газ по теплоизолированной трубке с пористой перегородкой, Джоуль и Томсон обнаружили, что при расширении, которым сопровождается прохождение газа через перегородку, температура его несколько изменяется. В зависимости от начальных давления и температуры изменениеприращения температуры ΔT имеет различные знаки («плюс» или «минус»). Это явление получило название эффекта Джоуля-Томсона. Если температура газа понижается (ΔT <0), эффект называется положительным; если газ нагревается (ΔT >0), эффект называется отрицательным. Пусть индексом «1» выделены, параметры, описывающие начальное состояния газа, а индексом «2» обозначим параметры, соответствующие его конечному состоянию (после расширения) Можно доказать, что в эксперименте Джоуля и Томсона сохраняется энтальпия, т.е. выполняется условие

Таким образом, знак эффекта Джоуля-Томсона

определяется знаком выражения, стоящего в квадратных

скобках.

- эффект получается нулевым. Следует заметить, что эффект Джоуля-Томсона всецело обусловлен отклонениями газа от идеальности. Для идеального газа энтальпия H1 имеет вид

а условие равенства энтальпий принимает вид

Т.е. эффект является нулевым.