ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Уравнение состояния реальных газов из "Техническая термодинамика Издание 3 " Изотермы реальных веществ при температурах ниже критической имеют прямолинейный участок, соответствующий ир евращению газа в жидкость, тогда как изотермы идеального газа представляют со бой равно-бокие ги пер болы, Н игде не имеющие прямолинейного участка. [c.111] Только при высоких температурах, превышающих критическую тем пературу, изотермы реального и идеального газов имеют один и тот же характер. При температурах, меньших, чем критическая, вследств ие разного характера этих кривых можно говорить только о некотором приближенном соответствии конечных, простирающихся в область больших объемов, частей этих изотерм. [c.111] Поскольку теория идеальных газов не может объяснить фазовые превращения газа и ЖИДКОСТИ, постольку оиа не в СОСТОЯ НИИ установить и границы области фазовых переходов и, в частности, параметры критической точки. Из уравнения Клапейрона—Менделеева, например, видно, что ни па одной ИЗ изотерм не имеется точки, в которой первая и вторая производные (др1ду)г и д p дv )t обращались бы в нуль, т. е. параметры критической точки на основе этого уравнения определены быть не могут. [c.111] Из анализа экспериментальных данных вытекает, таким образом, что свойства реальных газов не только в количественном, но и в качественном отношении значительно отЛ Ичаются от-свойств идеальных газов и что все результаты, вытекающие из теории идеальных газов, нужно рассматривать, как приближенные, справедливые для реальных газов лишь при очень малых плотностях последних. [c.111] Уравнение ван-дер-Ваальса является урав нением третьей степени относительно объема V и поэтому имеет три кория — вое действительные (при низких температурах) или один действительный и два комплексных ( при сравнительно высоких темцературах). Изотермы, построенные по уравнению ван-дер-Ваальса, изображены на рис. [c.112] Таким образом, уравнение ван-дер-Ваальса приводит к правильному выводу о наличии у реальных веществ критической точки. Параметры критической точки, т. е. значения критического давления рк, критического объема Uk и критической температуры 4 могут быть найдены из условий (6-35) и основного уравнения (6-34). [c.113] При помощи уравнений (6-36) по известным значения М критических параметров Рк, Ук и /к можно определить константы а и Ь уравнения ван-дер-Ваальса при ЭТОМ целесообразнее использовать значения рк, к, а не Ук, tк, так как Vк определяется на опыте менее точно. [c.113] Критические параметры рк, 1к являются важнейшими термодинамическими характеристиками вещества, выражающими в обобщенной количественной форме эффект действия мо-лекуля риьгх сил. Значения критических параметров для различных веществ приведены в табл. 6-1. [c.113] В критической точке различия между жидкостью и паром нет поэтому критическую температуру можпо измерять по температуре исчезновения границы раздела (мениска) между жидкой и газообразной фазами. [c.113] При t tк энергия относительного теплового движения молекул больше анергии притяжения или энергии связи молекул и поэтому образование капель жидкости, а следовательно, и само существование жидкой фазы невозможно. [c.114] Константы уравнения ван-дер-Ва-альса а я Ь имеют следующий физический смысл. [c.114] Константа а характеризует величину сил притяжения молекулы и иро-порциойальна значению потенциальной энергии взаимодействия двух молекул в точке 0 (т. е. ио). [c.114] Граница фазовых превращений согласно уравнению ван-дер-Ваальса находится, как это видно из рис. 6-Г2 в точках Ь и d, однако в действительности фазовые превращения начинаются раньше — в точках а н е, причем переход одной фазы в другую происходит в условиях постоянной температуры вдоль прямолинейного участка изотермы ае. [c.115] Положение граничных точек а и е, соответствующих насыщенному пару и находящейся с ним в равновесии жидкости Из одного уравнения ван-дер- Ваальса определено быть не может для ЭТОГО нужно воспользоваться еще термодинамическим условием равновесия двух фаз, заключающимся в равенстве химических потенциалов их. Из условия фа = фе следует, что при изотермическом переходе от точки а к точке е по В олнообразной части изотермы интеграл J vdp обращается в нуль (поскольку при / = onst, vap = = d p), т. е. [c.115] Это означает также, что площадь, ограниченная волнообразной чз стью изотермы ab de и прямолинейным участком ае, равняется нулю. Подставив в интеграл значение объема V из уравнения ван-дер-Ваальса, можно вычисл ить значения объема в точках а -л е п давление насыщенного пара при данной температуре. [c.115] Чтобы составить эмпирическое уравнение состояния какого-либо газа, можно воспользоваться опытными Д11НЯЫМИ о зависимости между термическими параметрами р, I и а (т. е. экспериментальными данными о сжимаемости) или данными о зависимости теплоемкостей от параметров состояния, или, наконец, данными по температурному эффекту дросселирования. [c.115] Из этих уравнений видно, что для того чтобы получить по данным о сжимаемости точные формулы для зависимости теплоемкостей от р или V, необходимо, чтобы опыты по определению р, V, 4 параметров проводились со столь большими количествами измерений и с такой точностью их, которая гарантировала бы правильное вычисление первых н вторых ча1стных произ(водных от V или р сто t. (В на-стояш,ее время ошибка в измерении термических параметров составляет менее 0,1%-) Кроме того, для получения полной зависимости теплоемкостей от параметров состояния необходимо знать еще тем1перату р ую зависимость теплоемкости с или Ср данного газа при исчезающе малом давлении, т. е. величину со или Ср, 0. [c.116] Вернуться к основной статье