IMG 23

wość cieczy. Jeżeli temperatura, a za tein i energia czynnika, dalej rośnie, rosną równic/ odległości między molekułami i w związku z cym (rys. 3.1) maleją oddziaływania inię-dzycząsteczkowe. Ostatecznym rezultatem jest rozproszenie się molekuł w przestrzeni i w rezultacie kolejnego przejściu fazowego otrzymujemy gaz. dla ktorego ..porządkujące” oddziaływanie sił międzycząsteczkowych zanika całkowicie i nich molekuł staje się zupełnie chaotyczny. Charcktcrystycznc dla tego stanu są bardzo duże odległości między cząsteczkami (np dla N₂ w warunkach normalnych cząsteczki zajmują nic wię. ccj niż 0.1% objętości gazu).

Opisana powyżej kolejność przejść dotyczy wzrostu temperatury. Oczywiście, w przypadku jej obniżania przejścia fazowe zachodzą w odwrotnej kolejności, prowadząc od gazu do ciała stałego.

3.2. GAZ DOSKONAŁY

Gazy występujące faktycznie w przyrodzie charakteryzują się tym. żc tworzące je molekuły poruszają się nieustannie ruchem postępowym, obrotowym i drgającym, posiadają skończoną objętość własną i działają na siebie opisanymi powyżej siłami mię-dzycząsteczkowymi. Z tego względu własności termodynamiczne gazów rzeczywistych są złozone i trudne do wyliczenia

Dlatego tez. dla ułatwienia wszelkiego typu obliczeń i analiz wprowadza się pojęcia gazu doskonałego i półdoskonałegp. Są to substancje hipotetyczne będące wyidealizowanymi modelami rzeczywistych gazów. Pozwalają one jednak na prowadzenie różnego rodzaju obliczeń technicznych, ponieważ w pewnych obszarach wartości parametrów stanu ich własności są bardzo zbliżone do własności rzeczywistych.

Gazem doskonałym nazywamy gaz składający się z cząsteczek (molekuł), spełniających następujące warunki:

0

0

I

I

-    cząsteczki posiadają masę, lecz mają zerową objętość (są punktami materialnymi),

-    nie istnieją oddziaływania międzycząsteczkowe (siły między cząsteczkami są równe 0),

-    cząsteczki są ciałami sztywnymi (nic występuje ruch drgający).

Gaz półdoskonały od doskonałego różni się tylko tym, że pomija się w nim ostatnie z powyższych uproszczeń, uwzględniając sprężystość połączeń atomów w cząsteczkach, a zatem i możliwość drgań cząsteczek (konsekwencją tego - w odróżnieniu od gazu doskonałego - jest zależność ciepła właściwego gazu półdoskonałego od temperatury).

3.3. RÓWNANIE SIANU GAZU DOSKONAŁEGO I PÓLDOSKONALEGO

Charakterystyczną cechą podstawowych parametrów stanu jem ich zwitek, wyrażający się odpowiednią funkcją stanu, nazywaną przeważnie rówantem stanu lub rówa-nieniein charakterystycznym, który w postaci ogólnej można zapisać:

/(/>. T) * 0    (3.U)

albo. na przykład:

(3lb)

w = v(p, 7 )

gdzie: /», v, T - intensywne parametry stanu, odpowiednio; ciśnienie bezwzględne, objętość właściwa, temperatura bezwględna

Równanie to można zapisać również w postaci różniczkowej (otrzymujemy różniczkę zupełną), np. dla równania (3.Ib) otrzymamy:

dv =

(32)

Równanie stanu w postaci (3.1) można otrzymać dla gazu doskonałego dwoma drogami. Pierwsza z nich wynika z zastosowania kinetycznej teorii gazów i zastosowania praw mechaniki do opisu ruchu cząsteczek w naczyniu, co pozwala zapisać ciśnienie jako funkcję gęstości i prędkości (średniokwadratowej) drobin oraz uzależnić energię kinetyczną cząsteczek od temperatury i w konsekwencji prowadzi do uzyskania poszukiwanego równania stanu.

Tutaj pokazana zostanie druga drogą, typowa dla podejścia tenumenologiczncgo, oparta na wynikach doświadczeń i wyciąganiu z nich odpowiednich wniosków

Mianowicie, zanim jeszcze powstała termodynamika w dzisiejszym pojęciu, prowadzone były badania zachowania gazów w różnych warunkach. 1 lak już w XVII wieku sformułowane zostało przez R. Boyle’a i E. Manotta prawo nazywane od ich nazwisk prawem Boylc’a - Manotta lub prawem izotermy, które mówi. że

W stałej temperaturze iloczyn ciśnienia i objętości dla danej masy gazu doskonałego jest stały”.

Prawo to można zapisać np. w postaci następującego wzoru:

dla T = idem p V - idem	(3.3a)
	(3.3b)
Pi ^V 1

2‘)