Реферат: Основы химической термодинамики

(1.4) или давления , (1.5)

где Bi , Bi ' - i -ые вириальные коэффициенты, которые зависят от температуры.

Уравнение состояния идеального газа и вириальное уравнение состояния реального газа можно вывести методами статистической термодинамики.

Иногда уравнения состояния реальных газов записывают через так называемые приведенные переменные , которые определяют через параметры критического состояния газов: pr = p /p кр , Vr = V / V кр , Tr = T / T кр , где критические параметры определяются как координаты точки перегиба на изотерме реального газа:

ПРИМЕРЫ

Пример 1-1. Докажите, что при больших объемах уравнение Ван-дер-Ваальса переходит в уравнение идеального газа.

Решение . Уравнение Ван-дер-Ваальса:

.

При больших объемах вторым слагаемым в правой части можно пренебречь: a /V 2 0. В знаменателе первого слагаемого можно пренебречь постоянной b : V -b V . В пределе получаем уравнение идеального газа:

.

Пример 1-2. Найдите вириальные коэффициенты Bi для газа, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса.

Решение . В уравнении Ван-дер-Ваальса выделим сомножитель RT /V :

Если разложить первое слагаемое в скобке в ряд по степеням b /V , получим:

Из этого разложения следует, что второй вириальный коэффициент газа Ван-дер-Ваальса зависит от температуры:

, а остальные - постоянны: .

Пример 1-3. Найдите критические параметры и приведенное уравнение состояния для газа Дитеричи (I уравнение).

Решение . Запишем уравнение Дитеричи в виде:

и продифференцируем левую и правую часть этого уравнения два раза по объему при постоянной температуре:

и учтем, что в критической точке первая и вторая производная равны 0:

,

откуда находим: .

Если продифференцировать обе части уравнения состояния по объему один раз с учетом равенства нулю первой производной, то можно найти второе соотношение между критическими объемом и температурой:

,

откуда

.

Подставляя сюда первое найденное соотношение для критических параметров, получим:

И, наконец, подставляя эти параметры в уравнение состояния, находим критическое давление:

.

Для вывода приведенного уравнения состояния подставим в уравнение Дитеричи приведенные переменные:

К-во Просмотров: 603
Бесплатно скачать Реферат: Основы химической термодинамики