Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1CGazyrzeczywiste
27
zredukowanej.Skutecznośćtakiegozabiegujestuderzająca,
jakwynikazporównaniategowykresuzrys.1C.3,gdzie
podobnedanesąprzedstawionebezużyciazmiennych
zredukowanych.
Fakt,żegazyrzeczywistewtychsamychzredukowanych
warunkachobjętościitemperaturywywierajątakiesamo
ciśnieniezredukowane,nazywamyzasadąstanówodpowia-
dającychsobie.Jestonatylkoprzybliżeniemijestspełniona
najlepiejprzezgazy,którychcząsteczkisąwprzybliżeniu
sferyczne.Czasamijednakzasadatazawodzi,aodstęp-
stwasąszczególniedużewprzypadku,gdycząsteczki
sąpolarnelubniesferyczne.
Krótkiewyjaśnienie1C.5
Parametrykrytyczneargonuiditlenkuwęglasądane
wtab.1C.2.Załóżmy,żeargonznajdujesiępodciśnieniem
23atmwtemp.200K.Wartościzredukowanegociśnienia
itemperaturywynosząwtedy
Abyditlenekwęglabyłwstanieodpowiadającymstanowi
argonu,jegociśnienieitemperaturamusiałybywynosić
p=0,48.(72,9atm)=35atm
T=1,33.304,2K=405K
RównanievanderWaalsarzucateżpewneświatłona
samązasadę.Jeślirównanie(1C.5b)zostaniewyrażonejako
funkcjazmiennychzredukowanych,toprzyjmujepostać
pp
r
c
=
VV
RTT
r
c
rc
−
b
−
VV
r
2
a
c
2
Następniemożnawyrazićparametrykrytycznewfunkcji
stałychaib,wykorzystującrówn.(1C.6):
które,poobustronnymprzemnożeniuprzez27b2laiprze-
kształceniachprowadzido
p
r
=
3
V
8
r
T
−
r
1
−
V
3
2
r
(1C.9)
Torównaniematakąsamąpostaćjakpierwotne,lecz
współczynnikiaib,zależneodrodzajugazu,niepojawiają
sięwjużnimwsposóbjawny.Wynikastąd,żejeśliizotermy
zostanąwykreślonejakofunkcjezmiennychzredukowanych
(jaknarys.1C.7,nacowcześniejniezwracaliśmyuwagi),to
niezależnieodrodzajugazuotrzymujemytesamekrzywe.
Stanowitodokładnietreśćzasadystanówodpowiadających
sobie,równanievanderWaalsajestzniązatemzgodne.
Doszukiwaniesięzbytwielkiegoznaczeniawpozornym
sukcesietegorównaniabyłobyjednakbłędem,ponieważinne
równaniastanurównieżsązgodneztązasadą.Rzeczywiście,
dowolnerównaniestanu(jakrównaniawtab.1C.4)może
byćsprowadzonedopostacizredukowanej,jeślizawieradwa
parametryodgrywającerolętaką,jakaib.Obserwacja,że
gazyrzeczywistespełniajązasadęzdobrymprzybliżeniem,
oznacza,iżoddziaływaniaprzyciągająceiodpychającemogą
byćprzedstawioneprzyużyciupojedynczychparametrów.
Znaczeniezasadystanówodpowiadającychsobieniewyni-
kazjejinterpretacjiteoretycznej,araczejwiążesięzmożli-
wościąprzedstawianiawłaściwościszeregugazównajednym
wykresie(takim,jakrys.1C.8,wodróżnieniuodrys.1C.3).
Listapojęćkluczowych
☐1.Stopieńodchyleniaodzachowaniagazudoskona-
łegojestopisywanyprzezwprowadzeniewspół-
czynnikaściśliwości.
☐2.Równaniewirialnejestempirycznymrozszerze-
niemrównaniastanugazudoskonałego,któreopi-
sujezachowaniegazówrzeczywistychwszerokim
zakresiewarunków.
☐3.Izotermygazówrzeczywistychuwzględniająpojęcie
warunkówkrytycznych.
☐4.Gazmożebyćskroplonywwynikudziałaniaciś-
nieniawyłączniewtedy,gdyjegotemperaturajest
równalubmniejszaodtemperaturykrytycznej.
☐5.RównanievanderWaalsajestmodelowymrówna-
niemstanugazurzeczywistego,wyrażonymwfunk-
cjidwóchparametrów:(a)odnoszącegosiędo
przyciąganiamiędzycząsteczkamii(b)związanego
zodpychaniem.
☐6.RównanievanderWaalsauwzględniazasadnicze
cechyzachowaniagazówrzeczywistych,wtymwystę-
powanieparametrówkrytycznych.
☐7.Właściwościgazówrzeczywistychsązunifikowane
przezwyrażenieichrównaństanuwfunkcjiwiel-
kościzredukowanych.
