Реальний газ: відмінності між версіями
| [перевірена версія] | [неперевірена версія] |
Вилучено вміст Додано вміст
Leon II (обговорення | внесок) м clean up, за допомогою AWB |
Немає опису редагування |
||
Рядок 1:
[[Файл:Diag phase PVTetclapeyron.png|right|thumb|350px|Ізотерми]]
'''Реа́льний газ''' ([[російська мова|рос.]] ''реальный газ; ''[[англійська мова|англ.]]'' real gas, ''[[німецька мова|нім.]] reales Gas n, Realgas n) — [[газ]], для якого термічне [[рівняння стану]] є відмінним від рівняння стару ідеального газу ([[рівняння стану ідеального газу|Клапейрона-Менделєєва]]).
Для обчислення параметрів такого газу треба враховувати як [[Потенціальна енергія|потенціальну]], так і [[Кінетична енергія|кінетичну енергію]].
На формі залежностей між його параметрами відбивається те, що [[молекула|молекули]] його взаємодіють між собою та займають певний [[об'єм]].
Рядок 14 ⟶ 16:
:''Z<sub>r</sub> = Z<sub>r</sub> (p,T)'' — [[коефіцієнт стисливості газу]];
:''R'' — [[універсальна газова стала]];
:''n'' — кількість газу в [[моль|молях]], <math>n = \frac {m}{\mu}</math> ( ''m'' — маса газу; ''μ'' — молярна маса газу)
Для ідеального газу за будь-яких умов ''Z = 1'', при якому записане рівняння перетворюється у рівняння стану ідеального газу. Для реальних газів ''Z'' може істотно відрізнятися від одиниці за певних умов, і завжди в сильно розрідженому газі (''р → 0 і ρ → 0'') в т. ч. і для реальних газів ''Z → 0''.
Рядок 21 ⟶ 23:
:<math>\left(p + \frac{a}{V_{\mu}} \right)\left(V_{\mu} - b \right) = RT</math>,
де коефіцієнти ''а'' і ''b'' називають сталими [[Ян Дидерик ван дер Ваальс|Ван дер Ваальса]], які залежать від хімічної природи речовини, [[Температура тіла|температури]] і [[Тиск|тиску]].
Рівняння Ван дер Ваальса є наближеним рівнянням стану реального газу, причому ступінь його наближення різний для різних газів. Записана велика кількість емпіричних і напівемпіричних рівнянь стану реальних газів (рівняння: [[рівняння Бертло|Бертло]]<ref>''D. Berthelot'' in Travaux et Mémoires du Bureau international des Poids et Mesures – Tome XIII (Paris: Gauthier-Villars, 1907)</ref>, [[Співвідношення Клаузіуса — Клапейрона|Клаузіуса — Клапейрона]], [[Рівняння Дітерічі|Дітерічі]]<ref>''C. Dieterici'' Ann. Phys. Chem. Wiedemanns Ann. 69, 685 (1899).</ref>, [[Рівняння Редліха — Квонга|Редліха - Квонга]]<ref>Redlich O., Kwong J. N. S. [http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60137a013 On the Thermodynamics of Solutions. V. An Equation of State. Fugacities of Gaseous Solutions] // Chemical Reviews. — 1949. — Т. 44. — № 1. — С. 233–244</ref> тощо). За рахунок збільшення числа констант у цих рівняннях можна досягти кращого узгодження з практикою, порівняно з рівнянням Ван дер Ваальса. Проте рівняння Ван дер Ваальса завдяки своїй простоті та фізичному змісту сталих ''a'' і ''b'', що входять до нього, є найпоширенішим для аналізу якісної поведінки реальних газів.
== Фізика реального газу ==
;Фазові перетворення:▼
{{Розширити розділ}}
Щоб докладніше встановити умови. коли газ може перетворитися в [[рідина|рідину]] й навпаки, простих [[спостереження|спостережень]] за [[випаровування]]м або [[кипіння]]м рідини не досить. Треба уважно простежити за зміною [[тиск]]у і об'єму реального газу при різних [[температура]]х.
==== Ізотермічне стиснення ====
[[Файл:Поршень.svg|right|thumb|200px|Поршень]]
Рядок 40 ⟶ 47:
[[Файл:Ізотерма.svg|right|thumb|200px|Ізотерма]]
Оскільки весь процес відбувається при сталій температурі '''Т''', криву, що зображує залежність тиску '''р''' від об'єму '''V''', називають <tt>[[ізотерми|'''ізотермою''']]</tt>. При об'ємі V<sub>1</sub> починається конденсація газу, а при об'ємі V<sub>2</sub> вона закінчується. Якщо V > V<sub>1</sub> то речовина буде в газоподібному стані, а при V < V<sub>2</sub> — в рідкому.
Досліди показують, що такий самий вигляд мають ізотерми і всіх інших газів, якщо їх температура не дуже висока.
Найістотнішою в цьому процесі є сталість тиску газу при зміні його об'єму від V<sub>1</sub> до V<sub>2</sub>, коли газ перетворюється в рідину. Кожній точці прямолінійної частини ізотерми 1—2 відповідає рівновага між газоподібним і рідким станами речовини. Це означає, що при певних Т і V кількість рідини і газу над нею лишається незмінною. Рівновага, як ми вже знаємо, має динамічний характер: кількість молекул, які вилітають з рідини, в середньому дорівнює кількості молекул, які переходять з газу в рідину за той самий час.
'''Сталий тиск p<sub>0</sub>, коли рідина буде в рівновазі з своїм газом, називають тиском насиченої пари, а сам газ при цьому, як ми вже говорили, називають <tt>насиченою парою</tt>.'''▼
▲'''Сталий тиск p<sub>0</sub>, коли рідина буде в рівновазі з своїм газом, називають тиском насиченої пари, а сам газ при цьому, як ми вже говорили, називають <tt>насиченою парою</tt>.'''
Незалежність p<sub>0</sub> від об'єму зумовлено тим, що зі зменшенням об'єму пари дедалі більша частина її переходить у рідкий стан. А маса рідини займає менший об'єм, ніж така сама маса газу. При стискуванні пари над рідиною рівновага порушується. Густина пари спочатку трохи зростає, і більше число молекул переходить з газу в рідину, ніж з рідини в газ. Це триватиме доти, поки відновиться рівновага, а густина і разом з нею тиск набудуть попередніх значень.
Рядок 56 ⟶ 61:
Якщо температура вища за температуру позначену T<sub>к</sub>, то газ не зріджується при як завгодно великому тиску. Такими газами при звичайних температурах є, наприклад, гази повітря — [[азот]] і [[кисень]]. Див. [[Критична температура]].
;[[Рівняння Ван дер Ваальса]]. Ізотерми Ван дер Ваальса
{{Фізика-доробити}}
▲;Внутрішня енергія реального газу:
== Див. також ==
| |||