Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1CGazyrzeczywiste
25
Vm=0,366dm3mol-1.Objętośćmolowagazudoskonałego
wtychsamychwarunkachwynosiV
m=0,410dm3mol-1.
Zadaniekontrolne1C.1Obliczobjętośćmolowąargonu
wtemp.1000Cipodciśnieniem100atm,zakładając,że
zachowujesięonjakgazvanderWaalsa.
Odpowiedź:0,298dm3mol-1
(b)Cechyrównania
WjakimzakresierównanievanderWaalsaprzewidujeza-
chowaniegazówrzeczywistych?Zbytoptymistycznebyłoby
oczekiwanie,żeprostepojedynczewyrażeniebędziepraw-
dziwymrównaniemstanudlawszystkichsubstancji.Wdo-
kładnychbadaniachdotyczącychgazówmusibyćstosowane
równaniewirialne,któreanalizujesięnumerycznie,używa-
jącwspółczynnikówstabelaryzowanychdlaróżnychwarto-
ścitemperatury.JednakzaletąrównaniavanderWaalsajest
jegoanalitycznapostaćpozwalającanawyciąganieogólnych
wnioskówdotyczącychgazówrzeczywistych.Gdyrówna-
nietozawodzi,trzebaużyćinnychrównaństanu(niektóre
ciśnienie,p
0,8
objętość,V
1,0
1,5
temperatura,T
Rys.1C.6Powierzchniastanówdozwolonych
przezrównanievanderWaalsa.Krzywenarysowane
napowierzchnisąizotermamioznaczonymiwartościamiT/T
c,
któreodpowiadająizotermomnarys.1C.7
znichzamieszczonowtab.1C.4),zaproponowaćnowelub
powrócićdorównaniawirialnego.
SłusznośćrównaniavanderWaalsamożnaocenić,po-
równujączgodnośćizoterm,którezniegowynikają,zizoter-
mamidoświadczalnymi(rys.1C.2).Niektórezobliczonych
izotermprzedstawiononarys.1C.6i1C.7.Zwyjątkiem
oscylacjiponiżejtemperaturykrytycznejodwzorowująone
całkiemdobrzekrzywedoświadczalne.Oscylacje,zwane
pętlamivanderWaalsa,nieoddająrzeczywistości,ponie-
ważsugerują,żewniektórychwarunkachwzrostowiciśnie-
niatowarzyszywzrostobjętości.Dlategoteżzastępujesię
jepoziomymiliniamiwtakisposób,abypolapowierzchni
wyznaczoneprzezpętlenadipodliniamibyłysobierówne.
ProceduratanosinazwękonstrukcjiMaxwella(1).Wartości
współczynnikówrówna-
równepola
powierzchni
1
niavanderWaalsa,takie
jakpodanewtab.1C.3,
wyznaczasięprzezdo-
pasowaniekrzywychob-
liczonychdokrzywych
doświadczalnych.
ciśnieniezredukowane,p/p
1,5
0,5
c
1
0
0,1
objętośćzredukowana,V
1
1
0,8
m/V
1,5
c
10
Rys.1C.7IzotermyvanderWaalsadlakilkuwartościT/T
c.
PętlevanderWaalsazazwyczajzastępujesiępoziomymi
liniamiprostymi.Izotermakrytyczna(oznaczonakolorem
niebieskim)odpowiadatemperaturzeT/T
c=1
Tabela1C.4Wybranerównaniastanu
śWielkościzredukowanesązdefiniowanejakoX
Gazdoskonały
vanderWaals
Berthelot
Dieterici
Wirialne
Równanie
r=XlX
c,gdzieX=p,Vm,T.RównaniastanuczasemprzedstawiasięwzależnościodobjętościmolowejVm=Vln.
Formazredukowana*
p
c
Parametrykrytyczne
V
3b
3b
2b
c
T
c
