După cum sa menționat mai sus, în stare critică nu există nicio diferență între lichid și gaz, nu există nici o interfață între cele două faze. Statul critic diagrama Van der Waals a materiei reprezentată de punctul de inflexiune K. Condiția critică poate fi descrisă cu ajutorul parametrilor critici ai statului. Tc temperatură critică. volum critic Vc și presiunea critică Pk. Parametrii critici pot fi exprimate în termeni de o modificare a presiunii și a volumului. Deoarece punctul critic - punctul de inflexiune Izoterma Van der Waals, apoi la acest punct primul și al doilea derivatele presiunii în volum trebuie să fie zero. Deoarece starea gazului real, este descrisă de Van der Waals, primul derivat este determinat prin formula:
Dăm un numitor comun ambelor formule și numărătorilor lor echivala cu zero, obținem.
Noi transformăm acest sistem în ecuația :. Se împarte ambele părți ale acestei ecuații pentru a obține:
În practică, de obicei. Pentru a exprima temperatura critică după corecția volumului și a presiunii, se folosește formula (6.5) și de a primi. Substitut în această formulă în loc de un volum critic de partea dreapta a (6.6) și se obține:
Se atrage atenția asupra faptului că temperatura critică a substanței nu este egală cu temperatura de fierbere. Deoarece temperatura de fierbere a apei 373.15 K, iar temperatura critică a 647.25 K. Următoarele sunt câteva substanțe temperaturile critice.
Temperatura critică, K
presiune critică găsi substituirea în ecuația temperaturii critice și volumul critic, exprimat în termeni de corectare a forțelor van der Waals, obținem:
Trebuie remarcat faptul că un mol de o ecuație ideală de gaz deține. Deoarece gazul este într-o stare critică nu poate fi considerată ideală, ecuația de mai sus nu este îndeplinită, și avem următoarea ecuație:
Atunci când parametrii critici ai vapori și lichide state sunt identice. Cu toate acestea, dacă la temperatura critică, substanța este în stare gazoasă, în timp ce - în lichid. Parametrii critici sunt în general determinate experimental și se calculează corecțiile forțelor van der Waals. Pentru mai multe substanțe, este dificil să se măsoare experimental parametrii critici. În acest caz, parametrii critici sunt calculate folosind parametrii critici determinate experimental ale unei alte substanțe, iar forța Van der Waals în parametrii de mai sus sau relative. În cazul în care și. Ecuația van der Waals sau în parametrii de mai sus are forma relativ la un mol de:
Astfel, studiul comportării ecuației (6.10) pentru a prezice comportamentul oricărui gaz reale.
6.5 Capacitatea de energie termică și internă a unui gaz real,
Internă a energiei și capacității calorice a gazului real, determinat de energia cinetică a moleculelor sale de mișcare termică și energie potențială a interacțiunii lor:
Pentru un mol de gaz. Se determină energia potențială, dacă luăm în considerare faptul că activitatea elementară forțele de interacțiune moleculară la o temperatură constantă determinată prin formula :. Acest lucru este asociat cu o schimbare în energia potențială a unei ecuații cunoscute :. Apoi. Integrarea acestei expresii, obținem :. Să presupunem EP = 0 pentru E0 în consecință = 0. Apoi, energia potențială a unui mol de gaz reală va fi determinată prin formula:
Cu aceasta în minte, energia internă a unui mol de gaz real este:
Astfel, energia internă a gazului real, nu depinde numai de temperatura. dar, de asemenea, în volum. Temperatura gazului reală poate varia chiar și în cazul în care energia internă rămâne constantă.
Definiți căldura specifică a unui gaz reale. Prin definiție, capacitatea calorică a gazului definit prin formula:
Pentru un gaz adevarat. Având în vedere acest lucru, capacitatea calorică a gazului real, va fi determinată prin formula:
Luați în considerare cazuri speciale. Capacitatea termică molară la volum constant pentru un gaz adevărat. Deoarece variația volumului este zero, al doilea termen din ecuația (6.15), va fi, de asemenea, egal cu zero, iar capacitatea termică este aceeași cu cea a unui gaz ideal:
Căldura specifică molară la presiune constantă pentru un gaz reală va fi diferită de cea pentru un gaz ideal datorită interacțiunilor dintre moleculele Registry și vor fi determinate prin formula:
Diferența dintre capacitatea calorică molară a gazului real, nu va mai fi egală cu constanta universală a gazelor, și va fi determinată de expresia:
indicele adiabatic va fi diferit, de asemenea, de cea a unui gaz ideal:
Spre deosebire de gaz ideal g și un gaz real, Van der Waals depinde de temperatură și de presiune, și în mod semnificativ diferite de valorile pentru un gaz ideal la presiuni si temperaturi scăzute, deoarece al doilea termen din ecuația (6.19) cu creșterea.