Izotermák van - der - Waals
Ahhoz, hogy tanulmányozzuk a viselkedését egy igazi gáz rassmotrimizotermy Wang -der -Vaalsa - görbék előre meghatározott, következő egyenlet által definiált a van der Waals-erők számára mól gáz. Ezek a görbék (figyelembe négy különböző hőmérsékleten. Ábra 135) meglehetősen sajátos karaktert. Magas hőmérsékleten a izoterma egy igazi gáz eltér az ideális gáz izotermák csak némi torzulás alakja, tartózkodó monoton görbe. Egy bizonyos hőmérséklet izoterma csak egy inflexiós pont.
Ez az úgynevezett kritikus izoterma. megfelelő hőmérséklet egy kritikus hőmérséklet; inflexiós pont az úgynevezett kritikus pont; ezen a ponton az párhuzamos legyen a érintőleges az x-tengely. Lényeges, hogy ezen a ponton térfogat és a nyomás is nevezik kritikus. Az állam a kritikus paramétereket nevezzük kritikus állapotban van. Alacsony hőmérsékleten az izotermák a hullámos rész, első monoton zuhan, majd monoton emelkedik és csökken le újra monoton.
Amikor a különbség törlődik között a folyékony és gáznemű halmazállapot, a különbség a folyadék sűrűsége és gőz eltűnnek látens párolgási hője, és a felületi feszültség (ábra. 136).
Jellegének tisztázására izotermák transzformáció egyenlete Van der Waals erők az űrlapot.
Egyenlet Van - der - Waals át adott T és egy harmadik fokú egyenlet vonatkozásában; Ezért előfordulhat, hogy bármilyen három valós gyöke, vagy egy valós és képzeletbeli, fizikai értelmében csak pozitív valós gyökereit. Ezért, az első esetben megfelel az izoterma alacsony hőmérsékleten (három érték a gáz térfogata, és megfelel (a „” szimbólum van az egyszerűség kedvéért elhagytuk) egy nyomás értéke a P1, a második esetben - izoterm magas hőmérsékleten.
Figyelembe véve különböző területein a izoterm (ábra. 137), azt látjuk, hogy a szakaszok 1-3 és 5 -7 csökkenő térfogatú nyomása növekszik, természetesen. Az állomáson 3 -5 tömörítés az anyag csökkenti a nyomást; A gyakorlat azt mutatja, hogy az ilyen államokban a természetben nem engedélyezettek. Szabad -5 rész 3 azt jelenti, hogy a fokozatosan változó térfogat az anyag nem maradhat mindenkor homogén közegben; egy bizonyos ponton kell jönnie hirtelen változása az állam és a felbomlása az anyag két fázisból áll. Így egy igazi izoterma lesz a forma egy szaggatott vonal 7 -6 -2 -1. 6. rész -7 felelős gáz halmazállapotú, és a 2. rész -1 - folyadék. Az államok megfelelő vízszintes rész 6 -2 izotermák, egyensúlyi figyelhető a folyékony és gáznemű fázisok az anyag. Az anyag a gáz halmazállapotú a kritikus hőmérséklet alatt az úgynevezett a gőz és gőz, egyensúlyban a folyékony telítettnek hívunk.
Ha a végén pont a vízszintes szakaszok izotermák a család, hogy tartsa a vonalat, akkor kap egy harang alakú görbe (ábra. 138) határoló régióját kétfázisú halmazállapot. Ez a kritikus izoterma görbét, és felosztják a diagram alatti izoterma három régióra: a haranggörbe tartományában kétfázisú állapotban (telített folyadék és gőz) tőle balra egy olyan terület a folyékony állapotban, és a megfelelő - régiót pár. Gőz különbözik a többi gáznemű kimondja, hogy izotermikus kompresszió megy végbe, cseppfolyósítási folyamatba. Gázkút a kritikus hőmérséklet felett nem lehet átalakítani, hogy folyékony alatt nincs nyomás.
Összehasonlítva izoterma Van der Waals izoterma Andrews (felső görbe látható. 138), azt látjuk, hogy az utóbbi egy szögletes rész 2 -6, a megfelelő két-fázisú halmazállapotú anyagot. Azonban, bizonyos feltételek mellett, lehet újra alizovany képviselt állapotot részletekben van -der Waals izotermák 5-6 és 2 -3. Ezek instabil állapotok nevezzük metastabil. [51] Plot 2 ábra egy túlhevített folyadék -3, 5 -6 -peresyschenny pár. Mindkét fázis részlegesen rezisztens.
Elegendően alacsony hőmérsékleteken izoterma metszi a tengelyt. járkál-régióban a negatív nyomás (alsó görbe az ábrán. 139). Az anyag negatív nyomás alatt NYM állapotában van a feszültség. Bizonyos körülmények között, az ilyen körülmények között realizálódik. -9 8 részt az alsó-izotermát megfelel túlmelegedés a folyadék. 9 rész -10 -rastyanutoy folyadék.
Joule - Thomson
A jelenléte a potenciális energia a molekuláris kölcsönhatás manifesztálódik Joule - Thomson. változik a tényleges hőmérséklet a gáz, ha változik a térfogata melegítés nélkül elvégzése nélkül külső munkát.
Ha a gáz hőmérséklete csökken. A hatás akkor tekinthető pozitívnak; Ha a gáz melegítjük. A hatás nem lehet negatív. Ha az expanzió nem fűtött vagy hűtött, akkor a Joule-hatás - Thomson nulla. Ezt jelzi az inverziós pontoknál. inverziós pont határozza meg a hőmérséklet közelében, amely a hatás megváltoztatja jel.
Pozitív Joule - Thomson előállításánál alkalmazott alacsony hőmérsékletek.
Mély a gázok hűtése érhető el két módja van:
1). A gáz hőmérséklete csökken, miközben az expandál miatt munkát ellen kohéziós erők a molekulák;
2). A gáz hőmérséklete csökken adiabatikus expanzió miatt munkát külső erőkkel szemben.
A használata az első módszer lehetséges, amikor a gáz alá hűtjük a hőmérséklet inverzió és a kritikus hőmérséklet alatt. Jelenleg kitéve cseppfolyósító és megszilárdulási minden gáz, beleértve a hélium, amelynek a kritikus hőmérséklet.