Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Недостатки уравнения Ван-дер-Ваальса




Прежде отметим достоинство этого уравнения. Уравнение Ван-дер-Ваальса правильно описывает явления, связанные с изменением плотности газов при изменении температуры и давления, взаимные переходы жидкости и газа. Из уравнения Ван-дер-Ваальса вытекает наличие у веществ критической точки. В то же время теория Ван-дер-Ваальса имеет существенные недостатки:

а) Параметры и , входящие в уравнение Ван-дер-Ваальса не являются постоянными. Они зависят от температуры, хотя по смыслу уравнение Ван-дер-Ваальса и должны быть постоянными, характерными для данного вещества величинами;

б) Другое количественное расхождение между теоретическим уравнением и опытом связано со значениями критических параметров Рк, Vк, Тк. Из системы уравнений (5.8) следует, что между этими величинами должно существовать соотношение:

,

не зависящее от природы вещества. Опыт же показывает, что хотя величина постоянна для многих веществ, но равна 3,7. Вместо вытекающего из уравнения Ван-дер-Ваальса соотношения , опыт показывает, что значительно лучше выполняется равенство . Из приведенных выше параметров следует, что уравнение Ван-дер-Ваальса только качественно правильно описывает явления, происходящие в реальных газах. Для количественных оценок оно является грубым.

В настоящее время принято описывать состояние реального газа более общим уравнением в виде ряда:

Коэффициенты В, С …, которые определяются или из опыта или теоретически, называются вириальными коэффициентами, причем все они зависят от температуры.

 

Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса

Как мы отметили выше, внутренняя энергия неидеальных газов U зависит не только от температуры Т, но и от объема V, т.е.

.

Отметим, что . Получим выражение для . С этой целью запишем I закон термодинамики в виде:

.

Тогда

.

Согласно правилам Максвелла, из выражения (1.49), имеем:

.

Таким образом,

. (5.9)

В результате выражение для внутренней энергии газа можно записать в виде:

. (5.10)

Применим формулу (5.10) для вычисления внутренней энергии газа, описываемого уравнением Ван-дер-Ваальса:

.

В этом случае легко заметить

.

Отсюда

.

Проинтегрировав вторые слагаемые, получим:

,

где В - постоянная интегрирования. Для определения значения В, воспользуемся условием, что при , газ становится бесконечно разреженным, т.е. он должен обладать свойствами идеального газа, для которого . Это значит, что . Таким образом, внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса определяется выражением:

. (5.11)

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1942 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Наука — это организованные знания, мудрость — это организованная жизнь. © Иммануил Кант
==> читать все изречения...

2238 - | 2047 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.