Врахування притягання молекул
Дія сил притягання між молекулами реального газу приводить до появи додаткового тиску на газ, що називається внутрішнім тиском. Для обчислення значення поправки розглянемо молярний об’єм газу (рис. 90), в якому подумки виділимо площину – стінку, по обидві сторони якої знаходиться газ. Сила f, що діє в бік стінки на одну молекулу, що знаходиться перед стінкою, пропорційна до тиску n молекул в одиниці об’єму, що знаходиться за стінкою: . Увесь додатковий тиск , що діє на газ і на виділену в ньому стінку, пропорційний до сили f, що діє на одну молекулу в бік стінки, і числу молекул в одиниці об’єму перед стінкою, тобто n: . Оскільки , то . Рівняння стану реальних газів можна отримати, якщо в рівняння Клапейрона-Менделєєва ввести поправки, які зв’язані з врахуванням власного об’єму молекул і сил притягання молекул. Тоді рівняння стану набере вигляду: . Це рівняння має назву рівняння Ван-дер-Ваальса: . Для довільної маси m газу . a і b – сталі для кожного газу величини, що визначаються дослідно (записуються рівняння Ван-дер-Ваальса для двох відомих з досліду станів газу і розв’язуються відносно a і b). Виводячи рівняння Ван-дер-Ваальса, було допущено ряд спрощень, тому воно досить наближене. При малих тисках p і високих температурах T об’єм стає великим і , і рівняння Ван-дер-Ваальса в даному випадку збігається з рівнянням Клапейрона-Менделєєва.
|