Нақты газдың изотермалары

Заттың Ван-дер-Ваальс теңдеуімен үйлесімді күйлерінің барлығын практикада іске асыру мүмкін бола бермейді. Бүл үшін олар термодинамикалық тұргыдан орнықты болу керек дейді. Физикалық біртекті зат үшін термодинамикалық орнықты болуының қажетті шарттарының бірі:

Изотермалардың горизонтал учаскелерінің үштарын қосып түрған АЬКС қою қисығы рУ жазықтықты екі аумакқа бөледі, АЬКО қисық пен р=0 изобараның арасындағы аумақ заттың екі фазалық күйіне сәйкес келеді.

АЬКСқисығынан жоғары аумақ бірфазалық күйге сәйкес келеді.

Егер газ жүмыс атқарусыз үлғаятын болса, онда газ темперагурасы езгермеген болар еді. Жылу алмасусыз өтетін үлғаю процесін мына жолмен Іске асыруға болады.

Джоуль-Томсонның дифференциалдық эффектін есептеу.

Газдың поршеннің сол жағында ΔV, көлем алатын және ішкі энергиясы дУ, болатын, содан соң керек айырылғы арқылы отіп, көлемі ДУ2, ал ішкі энергиясы А\]2 болатын қайсы-бір мөлшері үшін энергияның сақталу заңы:

Түрін қабылдайды.

деп аламыз.

Бүл формула Джоулъ-Томсонның дифференциалдық эффекті болып табылады.

. Егер айырылғыныңекі жағындағы р, жөне р2

қысымдардың айырмашылығы шекті мәнге тең болатын болса, онда Джоуль-Томсон процесін Джоуль-Томсонның квазистатикалық процестерінің тізбегі түрінде беруге болады

Процестердің осы тізбегі үшін:

яғни ол интегралдық эффектің формуласы болып табылады.

Идеал газ заңдарынан ауытқулар газ молекулаларының арасында идеал газ теориясында ескерілмеген күштердің әсер етуімен байланысты. Бүл күштердің химиялық қосылыстардың пайда болуына әкелуі мүмкін. Бүл жағдайда олар химиялық немесе валенттік куштер деп аталады. Егер химиялық қосылыстар пайда болмайтын болса, онда молекулалардың және атомдардың арасындағы өзара әрекеттесу күштері молекулалық күштер деп аталады.

Идеал газ ауытқулары

Өз сұйығымен динамикалық тепе-теңдікте болатын бу қаныққан бу деп аталады.

Қаныққан бу қысымы көлемге тәуелсіз. Қаныққан бу қысымының температураға тәуелділігі төмендегі суретте көрсетілген:

Ауадағы су буының мөлшері ауаның ылғалдылығы деп аталады. Ауаның абсолют ылғалдылығы дегеніміз ауа құрамындағы су буының

парциал қысымы.

ҚАНЫҚҚАН БУ

Нақты газдардың жылусыйымдылығы

Дене күйінің шексіз аз өзгеруі кезінде dQ жылу мөлшері dT дене температурасының өзгеруін тудырады. Сонда осы процесстегі дене жылу сыйымдылығы келесі қатынаспен көрсетіледі:

:

Жылу сыйымдылығын зат мөлшерінің бірлігіне келтіреді және алынған бірлікке байланысты келесі түрлерге бөледі:

• 1.     Меншікті массалық жылу сыйымдылығы; С 1 кг газға келтірілген жылу сыйымдылығы, Дж/(кг*К);

• 2.     Қалыпты физикалық жағдайлардағы 1м3 көлемде тұрған газ мөлшеріне келтірілген меншікті көлемдік жылу сыйымдылығы, С’, Дж/(м3*К);

• 3.     1 кмольге келтірілген меншікті мольдық жылу сыйымдылығы; μС, Дж/(кмоль*К);

Молекулалардың өзара тартылысы есебінен пайда болатын қысым Ван-дер-Ваальс

теңдеуінде а/v2 болады, демек, өзара әрекеттесу потенциалдық энергиясы:

формуламен беріледі, мұнда интегралдаудың төменгі шегі осы потенциалдық энергия нөлге тең болатындай етіп алынған. Сондықтан Ван-дер-Ваальс газының ішкі энергиясы: