Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 6. Свойства газов

§ 32. Критическое состояние вещества

Модель реального газа

1. Идеальный газ — самая простая модель газа, самая простая макроскопическая система. Реальные газы подчиняются законам, записанным для этой модели, лишь с той или иной степенью точности при определённых, не слишком высоких значениях давления и не слишком низких значениях температуры. Чем больше факторов учтено при построении модели, тем точнее она отражает объективную реальность. Уточним модель идеального газа и построим модель реального газа.

При построении модели идеального газа считалось, что размеры молекул малы по сравнению с размерами сосуда и молекулы не взаимодействуют между собой. Такой газ подчиняется уравнению Менделеева—Клапейрона.

Свойства реального газа зависят от взаимодействия его молекул и их размеров. Реальный газ не подчиняется уравнению Менделеева—Клапейрона в том виде, в каком он записан для идеального газа. Чтобы это уравнение более точно описывало состояние реального газа, в него необходимо ввести поправки, учитывающие собственный объём молекул и взаимодействие между ними. Следует иметь в виду, что и уравнение Менделеева—Клапейрона с поправками также справедливо лишь для определённой модели реального газа.

Критическое состояние вещества

2. Если идеальный газ сжимать, то при любых значениях температуры и давления он должен оставаться в газообразном состоянии. Реальный газ ведёт себя иначе. При определённых условиях он может быть переведён в жидкое состояние.

Рассмотрим процесс сжатия реального газа. Пусть в цилиндре под поршнем находится водяной пар при температуре, например, 400 °С. При изотермическом сжатии пар будет вести себя подобно идеальному газу (изотерма 1 на рис. 90). При более низкой температуре, например при 200 °С, и не слишком большом давлении пар подчиняется закону Бойля—Мариотта (участок АВ изотермы 4).

Начиная с некоторого значения объёма V₁ при дальнейшем сжатии пара давление остаётся неизменным (участок ВС изотермы 4). Так происходит до тех пор, пока весь пар не превратится в жидкость (точка С изотермы 4). При дальнейшем сжатии для небольшого изменения объёма необходимо значительное давление.

Окончание >>>