Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса

 

К чему приводит конечный размер молекул и их взаимное притяжение?

1) Т. к. молекулы имеют конечный объем, то в сосуде ²свободным² останется не весь объем сосуда V, а объем (V - в), где в - поправка, определяемая объемом молекул.

2) Притяжение молекул между собой приводит к тому, что молекулы, находящиеся у стенки, испытывают притяжение внутрь сосуда и ²ударяют² по стенкам слабее, чем в случае идеального газа (как бы тормозятся пружиной) (см. рис.5.3) ,

где Р- давление в реальном газе, Р_ид – давление идеального газа. Поправка Р^* пропорциональна:

~ n концентрации ²оттягивающих² молекул,

~ n числу молекул в пограничном слое

В итоге (т. к. концентрация обратно пропорциональна объему данного газа). Получаем давление идеального газа:

Вводя эти поправки в уравнение Менделеева-Клапейрона, Ван-дер-Ваальс получил уравнение состояния для 1 моля реального газа:

(уравнение состояния для 1 моля реального газа) (5.1.)

где V_m - объем, занимаемый одним молем газа, а,b - константы, зависящие только от вида газа.

Для произвольного числа молей n =m/μ объем V=V_μ m/μ, и уравнение состояния принимает вид:

(для n =m/μ молей реального газа) (5.2)