Теория ассоциации и уравнения состояния реальных газов

Уравнение Ван-дер-Ваальса является приближенным, не учитывающим явление ассоциации молекул газа.

При достаточно сильном сжатии газа молекулы его сближаются настолько, что силы взаимного притяжения заставляют наименее подвижные молекулы объединяться в комплексы, называемые ассоциациями.

Ассоциация представляет собой устойчивое образование, распад которого возможен только при условии подвода энергии извне.

Уравнение состояния реальных газов при образовании двойных ассоциаций

где – константы, определяемые природой реального газа.

В общем виде, учитывающем взаимодействие между молекулами реального газа во всей его сложности, уравнение состояния может быть представлено в форме вириального ряда

где А₀, А₁, А₂… являются функциями температуры и называются вириальными коэффициентами.

Примером вириального уравнения состояния реального газа является уравнение, разработанное в 1937–1946 гг. американским физиком Дж. Манером и независимо от него советским математиком Н. Н. Боголюбовым:

Чем меньше плотность газа, тем меньшее число членов вириального ряда обеспечивают приемлемую точность этого уравнения.

Для реального газа достаточно малой плотности в уравнении Майера–Боголюбова могут быть отброшены все члены вириального ряда, кроме первых двух:

График зависимости теплоемкости водяного пара от температуры при давлениях, меньших критического.

Пунктирной линией соединены точки, соответствующие значениям С_р на различных изобарах при температуре насыщения. Повышение величины С_р вблизи этой температуры свидетельствует о наличии в водяном паре крупных ассоциаций молекул.

Зависимость теплоемкости водяного пара от температуры и при давлениях, больших критического.

В определенной для каждого давления области температур имеет место резкое возрастание теплоемкости, причем пики получаются тем острее и выше, чем ближе изобара к критической.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: