Ван-Дер-Ваальса Уравнение
Ван-Дер-Ваальса Уравнение в Энциклопедическом словаре:
Ван-Дер-Ваальса Уравнение - предложенное Й. Д. Ван-дер-Ваальсом (1873),уравнение состояния реального газа, учитывающее конечность объема молекули наличие межмолекулярных сил притяжения; для одного моля имеет вид:(p+a/V2)(V-b) V = RT,где: p - давление, V - мольный объем, T - абсолютнаятемпература, R - газовая постоянная, a и b - постоянные, характеризующиевзаимодействие молекул данного вещества.
Определение «Ван-Дер-Ваальса Уравнение» по БСЭ:
Ван-дер-Ваальса уравнение - одно из первых уравнений состояния реального газа, предложенное голландским физиком Я. Д. Ван-дер-Ваальсом (1873):
(p + a ⁄ VЇІ)(VЇ−b) = RT
Здесь: p - давление газа; T - его температура; VЇ - объём одного моля вещества; R - универсальная газовая постоянная; a и b - константы, учитывающие отклонение свойств реального газа от свойств идеального. Член a ⁄ VЇІ, имеющий размерность давления, учитывает притяжение между молекулами газа за счёт ван-дер-ваальсовых сил (см. Межмолекулярное взаимодействие). Константа b является поправкой на собственный объём молекул газа и учитывает отталкивание молекул на близких расстояниях. Константы а и b обычно определяются из экспериментальных данных. При больших VЇ можно пренебречь обеими поправками и В. у. переходит в уравнение состояния идеального газа (см. Клапейрона уравнение).
В. у. является приближённым и количественно описывает свойства реальных газов лишь в области высоких температур и низких давлений. Однако качественно оно позволяет описывать поведение газа при высоких давлениях, конденсацию газа в жидкость и Критическое состояние (см. также Уравнение состояния).
На рис. изображено семейство изотерм (кривых зависимости р от VЇ при постоянной температуре), рассчитанных по В. у. Это уравнение, кубическое относительно V, имеет три корня. При низких температурах все три корня - действительные, а выше определённой температуры Тк, называемой критической, остаётся лишь один действительный корень. Физически это означает, что при T > Тк вещество может находиться лишь в одном (газообразном) состоянии, а ниже Тк - в трёх состояниях (двух стабильных - жидком VЇж и газообразном VЇг - и одном нестабильном). Графически это выражается так: при T < Тк изотерма имеет три точки пересечения с прямой ac, параллельной оси объёмов. Точки прямой ac отвечают равновесию жидкости и её насыщенного пара.
В условиях равновесия, например в состоянии, соответствующем точке b, относительные количества жидкости и пара определяются отношением отрезков bc ⁄ ba («правило моментов»). Равновесию фаз при определённой температуре соответствуют давление насыщенного пара рнп и интервал объёмов от VЇж до VЇг. При более низких давлениях (правее VЇг) изотерма характеризует свойства газа. Левая, почти вертикальная часть изотермы отражает очень малую сжимаемость жидкости. Участки ad и ec относятся соответственно к перегретой жидкости и переохлажденному пару (метастабильные состояния). Участок de физически неосуществим, так как здесь происходит увеличение объёма при увеличении давления. Совокупность точек а, a, а″... и с, c, с″... определяет кривую, называемую бинодалью, которая очерчивает область совместного существования газа и жидкости.
В критической точке К температура, давление и объём (Тk, рk, VЇk) имеют значения, характерные для каждого вещества. Однако, если в В. у. ввести относительные величины: T⁄Tk, p⁄pk и VЇ⁄VЇk, то можно получить так называемое приведённое В. у., которое является универсальным, то есть не зависит от индивидуальных свойств вещества.
Лит.: Штрауф Е. А., Молекулярная физика, Л. - М., 1949; 3оммерфельд А., Термодинамика и статистическая физика, пер. с нем., М., 1955: Вукалович М. П. и Новиков И. И., Уравнение состояния реальных газов, М. - Л., 1948.
А. А. Лопаткин.
Диаграмма состояния вещества в координатах объем - давление (VЇ, p): Т1, Т2, Т3, Тk - изотермы, рассчитаные по уравнению Ван-дер-Ваальса; K - критическая точка. Линия dke («спинодаль») очерчивает область неустойчивых состояний.
Ван-Дер-Ваальс
Ван-Дер-Ваальса Уравнение
Ван-Дер-Ваальсовы Силы
