Изотермы реальных газов. Фазовая диаграмма

Таким образом, энтропия определяется логарифмом числа микросостояний, с помощью которых может быть реализовано макросостояние. Следовательно, энтропия может рассматриваться как мера вероятности состояния термодинамической системы.

Все самопроизвольно протекающие процессы в замкнутой системе, приближающие систему к состоянию равновесия и сопровождающиеся ростом энтропии, направлены в сторону увеличения вероятности состояния.

(15)

т.е. энтропия замкнутой системы может либо возрастать (в случае необратимых процессов), либо оставаться постоянной (в случае обратимых процессов).

Так как энтропия возрастает только в неравновесном процессе, то ее увеличение происходит до тех пор, пока система не достигнет равновесного состояния. Следовательно, равновесное состояние соответствует максимуму энтропии. С этой точки зрения энтропия является мерой близости системы к состоянию равновесия, т.е. к состоянию с минимальной потенциальной энергией.

3. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.

Поведение реального газа отличается от поведения идеального газа. Так, радиус молекул большинства газов порядка 10^-10 м (1Ǻ), следовательно, объем молекул порядка 4×10^-30 м³. В 1 м³ газа при нормальных условиях содержится 2,7×10²⁵ молекул. Таким образом, собственный объем молекул в 1 м³ при нормальных условиях будет порядка 1,2 ×10^-4 м³, т.е. около 0,0001 от объема, занятого газом.

Любое вещество в зависимости от параметров состояния может находиться в различных агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном, плазменном.

Нидерландский физик Ван-дер-Ваальс ввел две поправки в уравнение Менделеева-Клапейрона:

 

1. Учет собственного объема молекулы

Объем одной молекулы: ;

Недоступный объем пары молекул (в расчете на одну молекулу):

- учетверенный объем молекулы.

Недоступный объем на все N_A молекул одного киломоля:

2. Учет силы межмолекулярного взаимодействия

- внутреннее давление; а – постоянная Ван-дер-Ваальса, характеризую-щая силы межмолекулярного притяжения.

Уравнение Ван-дер-Ваальса для одного моля газа (уравнение состояния реальных газов):

. (16)

Уравнение Ван-дер-Ваальса для произвольной массы газа

. (17)

При фиксированных значениях давления и температуры уравнение (16) имеет три корня относительно V (V ₁, V ₂, V ₃)

(V _m - V ₁ )×(V _m - V ₂ )×(V _m - V ₃ ) = 0.

Дата добавления: 2014-01-07