Глава 11. Реальные газы

Поведение реальных газов довольно хорошо описывается уравнением состояния Менделеева-Клапейрона для идеальных газов

(1)

при не слишком высоких давлениях и достаточно высоких температурах. Вывод этого уравнения основан на 3-х существенных предположениях:

1. Между молекулами отсутствуют силы взаимодействия, т.е. молекулы газа взаимодействуют друг с другом только в момент столкновения.

2. Размеры молекул пренебрежимо малы и собственный объем молекул очень мал по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ.

3. Молекулы при столкновениях со стенками сосуда и между собой взаимодействуют как упругие шары.

При повышении давления и уменьшении температуры наблюдаются значительные отступления от уравнения (1). По оценкам размер молекулы имеет величину порядка 10^-8см.Принимая радиус молекулы r≅ 10^-8 см, ее объем будет V₁ 4∙10^-24 cм³.

В 1 см³ при нормальных условиях содержится 2,7∙10¹⁹ молекул. Объем, занимаемый непосредственно самими молекулами, будет V=4∙10^-24∙2,7∙10¹⁹ 10^-4 см³ и им можно пренебречь.

Если же давление составит 5000 атм, то объем молекул составит 0,5 см³. Таким объемом пренебречь нельзя и на объем, занимаемый самими молекулами, необходимо вносить поправку в уравнение состояния газа. Какого вида поправку – будет сказано ниже.