Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
201Właściwościgazów
p/atm
(a)
p/atm
(b)
140
100
140
100
60
20
60
20
0
F
E
*
500C
D
0,2
400C
C
V
m/(dm3mol–1)
31,040C(T
B
0,4
c)
200C
200C
A
0,6
Rys.1C.2(a)Doświadczalneizotermyditlenkuwęgla
dlakilkutemperatur.„Izotermakrytyczna”odpowiada
temperaturzekrytycznej,którawynosi31,040C(linia
niebieska).Punktkrytycznyjestoznaczonygwiazdką.
(b)Gazmożnaskraplaćtylkoponiżejtemperatury
krytycznejwtrakciesprężaniazobrazowanegopoziomą
liniąnawykresie,np.CDE(patrzwyjaśnieniewtekście).
KropkowanaczarnakrzywazawierapunktytakiejakCiE
dlawszystkichizotermponiżejtemperaturykrytycznej
wprzybliżeniuzgodniezprawemBoyle’a.Znacząceodchy-
leniaodtegoprawazaczynająsiępojawiać,gdyobjętośćzo-
stajezmniejszonadoodpowiadającejstanowiB.
WpunkcieC(dladitlenkuwęglajesttociśnienieok.60atm)
wszelkiepodobieństwadogazudoskonałegoznikająinagle
przesuwającysiętłokprzestajepowodowaćdalszywzrost
ciśnienia.TenstanreprezentujepoziomaliniaCDE.Analiza
zawartościnaczyniawykazuje,żenalewoodpunktuCpo-
jawiasięciecziwystępujądwiefazyrozdzielonewyraźną
granicą.GdyobjętośćmalejeodCprzezDdoE,ilośćcieczy
rośnie.Gazniestawiadodatkowegooporutłokowi,gdyż
reakcjąnajegoruchjestdalszeskraplanie.Ciśnienieod-
powiadająceliniiCDE,gdyciecziparasąwrównowadze,
nazywanejestprężnościąparydanejcieczywtemperaturze
doświadczenia.
WpunkcieEgazjestjużcałkowicieskroplony,atłokspo-
czywanapowierzchnipowstałejcieczy.Dalszazmianaobję-
tościwymagajużprzyłożeniabardzodużegociśnienia,co
obrazujegwałtownywzrostkrzywejnalewoodpunktuE.
NawetniewielkazmianaobjętościodEdoFwymagateraz
znacznegowzrostuciśnienia.
(a)Współczynnikściśliwości
Wpierwszymkrokuopisuilościowegopowyższychobser-
wacjiwartowprowadzićwspółczynnikściśliwości,Z,któ-
ryjestrównystosunkowizmierzonejwartościobjętości
molowejgazu,V
m=V/n,doobjętościmolowejgazudo-
skonałego,Vm
0,podtymsamymciśnieniemiwtejsamej
temperaturze:
Z
=
V
V
m
°
m
współczynnikściśliwości
[defnicja]
(1C.1)
PonieważobjętośćmolowagazudoskonałegowynosiRT/p,
możnanapisać,żeZ=pV
m/(RT),apoprzekształceniu
pV
m=RTZ
(1C.2)
Ponieważdlagazudoskonałegowkażdychwarunkach
Z=1,odchyleniaZod1stanowiąmiaręodchyleńodzacho-
waniagazudoskonałego.
Narysunku1C.3przedstawionowykresydoświadczal-
nychwartościZwybranychgazów.Podbardzoniskimciś-
nieniemwartośćZwszystkichgazówjestbliska1,awięc
zachowująsięoneprawiejakgazdoskonały.Współczynnik
Zwszystkichgazówpodwysokimciśnieniemjestwięk-
szyod1,wskazując,żemająonewiększąobjętośćmolo-
wąniżgazdoskonały.Dominująwówczassiłyodpychania.
Wprzypadkuwiększościgazówpodumiarkowanymciś-
nieniemZ<1,cooznacza,żesiłyprzyciąganiazmniejszają
objętośćmolowątychgazówwstosunkudoobjętościgazu
doskonałego.
współczynnikściśliwości,Z
0
NH
3
200
p/atm
400
0,98
Z
0,96
1
H
2
600
gazdoskonały
NH
p/atm
3
C
C
10
2H
CH
CH
2H
H
4
800
4
4
2
4
Rys.1C.3Zależnośćwspółczynnikaściśliwości,Z,
odciśnieniadlawybranychgazówwtemp.00C.Podkażdym
ciśnieniemdlagazudoskonałegoZ=1.Możnazauważyć,
żechociażwszystkiekrzywezmierzajądo1,gdyp→0,
ichnachyleniawtymobszarzesąróżne
Krótkiewyjaśnienie1C.1
Objętośćmolowagazudoskonałegowtemp.500Kipod
ciśnieniem100barwynosiV
m
0=0,416dm
3
mol
-1
.Objętość
