Izotermy gazów

rzeczywistych

Andrews badał zależność p od V

0

dla

CO

2

przy sprężaniu izotermicznym

.

1

2

3

4

T

T

T

T

T

T

k











T

k

– temperatura krytyczna.

Dla T < T

k

:

AB – ciecz,

CT – gaz,

BC - ciecz i gaz.

Takie zachowanie się gazów

przewiduje równania van der Waalsa.

,

)

(

2

RT

b

V

V

a

p















 

Równanie van der Waalsa dla 1 mola

gazu

(1)

(2

)

(3

)

można wyrazić w

postaci:

(4)

Stąd

.

0

)

(

2

3











ab

aV

V

RT

pb

pV

.

0

2

3























p

ab

V

p

a

V

p

RT

b

V

Równanie (4) ma 1-3 pierwiastki

rzeczywiste dla określonych p i T, które

można otrzymać po porównaniu z

równaniem

.

0

3

3

0

)

(

3

2

2

3

3













k

k

k

k

V

V

V

V

V

V

V

V

(5)

Wtedy otrzymujemy

.

27

8

,

3

,

27

1

2

bR

a

T

b

V

b

a

p

k

k

k







(6)

Jeżeli

.

3

8

3

1

3

2

zr

zr

zr

zr

T

V

V

p

































,

,

,

zr

k

zr

k

zr

k

T

T

T

V

V

V

p

p

p







to mamy zredukowane

równanie van der Waalsa

Zredukowane równanie van der

Waalsa opisuje zachowanie się

różnych gazów rzeczywistych

identycznie.

(7)

(8)

C

ie

cz

Gaz

Para nie-

nasycon

a

Para

nasycon

a

Ciecz

prze-

chłodzona

Para

prze-

sycona

Przejście fazowe

Zmiana stanu skupienia w zależności

od warunków zewnętrznych.

Przykład wody:

Krzywa 1:

Zależność ciśnienia zewnętrznego od

temperatury lodu.

Krzywa 2:

Zależność ciśnienia pary nad

powierzchnią cieczy od temperatury.
Krzywa 3:

Zależność ciśnienia pary nad

powierzchnią lodu od temperatury.

Równowaga faz w punktach leżących

na krzywych 1, 2 i 3.

Punkt P – punkt potrójny.

Punkt K – punkt krytyczny.

Wykres równowagi faz dla

wody.

Wykres równowagi faz dla

węgla.