37. Реальний газ. Рівняння Ван-дер-Ваальса
Реа?льний газ — газ, для якого термічне рівняння стану є відмінним від Клапейрона-Менделєєва.
На формі залежностей між його параметрами відбивається те, що молекули його взаємодіють між собою та займають певний об'єм.
Стан реального газу часто при вирішенні задач технічного характеру описують узагальненим рівнянням Клапейрона-Менделєєва (технічним рівнянням стану реального газу):
де p — тиск;
T — температура;
Zr = Zr (p,T) — коефіцієнт стисливості газу;
R — універсальна газова стала;
n — кількість газу в молях,
( m — маса газу; μ — молярна маса газу);
Для ідеального газу за будь-яких умов Z = 1, при якому записане рівняння перетворюється у рівняння стану ідеального газу. Для реальних газів Z може істотно відрізнятися від одиниці за певних умов, і завжди в сильно розрідженому газі (р → 0 і ρ → 0) в т. ч. і для реальних газів Z → 0.
Одна з класичних моделей опису реального газу — рівняння Ван дер Ваальса:
,
де коефіцієнти а і b називають сталими Ван дер Ваальса, які залежать від хімічної природи речовини, температури і тиску.
Рівняння Ван дер Ваальса є наближеним рівнянням стану реального газу, причому ступінь його наближення різний для різних газів. Записана велика кількість емпіричних і напівемпіричних рівнянь стану реальних газів (рівняння: Бертло, Клаузіуса — Клапейрона, Дітерічі, Редліха - Квонга тощо). За рахунок збільшення числа констант у цих рівняннях можна досягти кращого узгодження з практикою, порівняно з рівнянням Ван дер Ваальса. Проте рівняння Ван дер Ваальса завдяки своїй простоті та фізичному змісту сталих a і b, що входять до нього, є найпоширенішим для аналізу якісної поведінки реальних газів.