Контрольные вопросы и задания

• 14.1. Напишите уравнение Ван-дер-Ваальса и объясните происхождение поправок в нем к давлению и объему.
• 14.2. Поясните суть понятий «агрегатное состояние», «фазовые переходы» и «критические параметры».
• 14.3. Поясните особенности поведения изотерм Ван-дер-Ваальса. Почему есть расхождение между поведением уравнения Ван-дер-Ваальса и экспериментальными данными?
• 14.4. Выведите формулу для внутренней энергии газа Ван-дер-Ваальса и объясните происхождение поправки в формуле.

с решением

14.1. Какую температуру имеет азот (р = 0,028 кг/моль) массой 360 г, занимающий объем V = 10 л при давлении в 30 атм (р = 3,03 МПа)? Сравним результаты моделей идеального и реального газов. Примем для азота (система СИ) а = 0,136, b = = 3,85−10 ⁵.

Решете

Для идеального газа уравнение Клапейрона — Менделеева (9.2) дает.

Для реального газа уравнение Ван-дер-Ваальса (14.4) дает.

Эффект получается существенным. Если давление уменьшить до 10 атм, температура составляет 285 К (один кельвин разницы уже сравним с погрешностью расчета). А при давлении порядка нормального газ обычно можно считать идеальным.

для самостоятельного решения

14.2. Какую внутреннюю энергию имеет азот (р = 0,028 кг/моль) массой 360 г, занимающий объем V— 10 л при давлении в 30 атм (/> = 3,03 МПа)? Сравните результаты моделей идеального и реального газов. Примите для азота (система СИ) а = 0,136, b = 3,85−10″⁵.