§13.Нақты газдар

 

Менделеев-Клапейрон теңдеуі молекулалары бір-бірімен әсерлеспейтін және нүкте деп қарастырылатын идеал газдардың күйін анықтайды. Нақты газдардың молекуларының өлшемдері болады және олар бір-бірімен өзара әсерлеседі. Нақты газдардың күйін анықтайтын теңдеуді алу үшін голланд ғалымы Ван-дер-Ваальс Менделеев-Клапейрон теңдеуіне молекулаларды өлшемдерін және өзара әсерлесуін ескеретін түзету енгізді. Бұл алынған теңдеу нақты газдардың күй теңдеуі немесе Ван-дер-Ваальс теңдеуі деп аталады. Мөлшері 1 моль нақты газ үшін Ван-дер-Ваальс теңдеуі келесі түрде жазылады:

                                                ,                        

мұндағы:-Ван-дер-Ваальс тұрақтылары, өлшем бірліктері , .

Бірінші жақша ішіндегі  түзетуі молекулалардың арасындағы тартылыс күшінің әсерінен пайда болады. Оны кейде ішкі қысым деп атайды.  түзетуі молекулалардың өлшемдерін ескереді. Кез-келген мөлшердегі нақты газ үшін Ван-дер-Ваальс теңдеуі  екенін ескере отырып келесі түрде жазылады:

  немесе  .

Нақты газдардың ішкі энергиясы  өрнегімен анықталады, мұндағы - молекулалардың қосынды кинетикалық энергиясы, -молекулалардың қосынды өзара әсерлесу энергиясы.  энергиясын анықтайық. Ол үшін молекулалардың арасындағы тартылу күшінің жұмысы  энергиясының кемуіне тең екенін ескереміз, яғни . Молекулалардың арасындағы тартылу күші  ішкі қысыммен сипатталады. Сондықтан  және .

Молекулалардың қосынды  кинетикалық энергиясы олардың қозғалысына тәуелді болады.

Сондықтан Ван-дер-Ваальс газының 1 молінің ішкі энергиясы

,

мұндағы: .

 

Бақылау сұрақтары

1.  Нақты газдардың молекулаларының арасында қандай күштер әсер етеді?

2.  Нақты газдардың күй теңдеуі қалай жазылады?

3.  Менделеев-Клапейрон теңдеуінен Ван-дер-Ваальс теңдеуін қорытып

     шығарғанда оған қандай түзетулер енгізіледі?

4.  Ван-дер-Ваальс тұрақтыларының өлшем бірліктері қандай?

      5.  Ван-дер-Ваальс газының 1 молінің ішкі энергиясы қалай анықталады?