ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристическое уравнение состояния реального газа из "Глубокое охлаждение Часть 1" Это уравнение, известное как уравнение Клапейрона, оказалось пригодным лишь для состояний газа, значительно удаленных от критического, как, например, для водорода и гелия при комнатной температуре. [c.9] При высоких давлениях и низких температурах применение уравнения Клапейрона может повести к ошибкам, доходящим до 500%. Но даже при обычной температуре и атмосферном давлении для некоторых газов отклонения от уравнения идеального газа достигают 2—3%. [c.9] Для целого ряда газов, как аммиак, углекислота, а также кислород, азот, воздух и т. д., было установлено, что их сжимаемость больше, чем следует по закону Бойля — Мариотта. Особенно значительные отклонения от уравнения Клапейрона наблюдаются у газов, находящихся вблизи критической температуры. [c.10] Эти отклонения объясняются влиянием молекулярных сил, не учитываемых в уравнении состояния идеального газа. [c.10] По Ван-дер-Ваальсу добавочная величина к внешнему давлению р, называемая молекулярным давлением, прямо пропорциональна квадрату плотности или обратно пропорциональна квадрату удельного объема газа, т. е. равна Совершенно ясно, что молекулярное давление возрастает с уменьшением удельного объема. [c.10] Вторая поправка Ь представляет собой так называемый несжимаемый объем (коволюм), т. е. объем самих молекул. Разность V — Ь представляет собой свободное пространство, в котором могут двигаться молекулы. [c.10] Уравнение Ван-дер-Ваальса не является вполне точным и при высоких давлениях дает лишь первое приближение к действительным величинам. Величины а и Ь для каждого газа постоянны и называются константами Ван-дер-Ваальса. [c.10] Каждая кривая выражает зависимость между объемом одного моля и давлением при постоянной температуре, указанной на изотерме. Накрест заштрихованная площадь соответствует области жидкого состояния. Незаштрихованная площадь справа — это область газообразного состояния. Косо заштрихованная площадь отвечает области влаж1ного пара. [c.11] Из рассмотрения рис. 1-1 можно заметить, что в области высоких температур имеется довольно хорошее совпадение кривых по уравнению Ван-дер-Ваальса с экспериментальными кривыми. Линия, проведенная жирным пунктиром, показывает, как мало отвечает действительности уравнение идеального газа и насколько совершеннее уравнение Ван-дер-Ваальса. [c.11] При температурах ниже критической изотерма по уравнению Ван-дер-Ваальса имеет вид волноо бразной кривой й1 ес с точками максимума и минимума, тогда как экспериментальные (реальные) изотермы идут горизонтально. Как показали опыты, если состояния реального газа будут изменяться медленно и весьма осторожно, то можно проследить начало участков волнообразной кривой й/ и ес. [c.11] Корни этого уравнения могут быть или все действительные, или один действительный, а два мнимые. [c.11] В первом случае наименьшее значение для и соответствует жидкости, наибольщее — газу. [c.11] Для промежуточных состояний уравнение Ван-дер-Ваальса дает волнообразную кривую (например, egfd). Отрезок се этой кривой изображает малоустойчивое (метастабильное) состояние пересыщенного пара. Отрезок — малоустойчивое состояние перегретой жидкости. Наконец, внутренний отрезок изотермы egf изображает совсем неустойчивые состояния веществ, которые именно вследствие своей неустойчивости не могут быть обнаружены опытом. [c.11] Изотерма, для которой значения трех корней объема и совпадают, называется критической изотермой. В этом случае теоретическая кривая не имеет минимума и максимума, а имеет точку перегиба. На рис. 1-1 МЫ представляет собой касательную линию, проведенную через критическую точку К и пересекающую критическую изотерму. [c.11] Вернуться к основной статье