Реальные газы. Фазовые равновесия и превращения

Реальный газ – газ, свойства которого зависят от взаимодействия частиц и их собственного объема, что особенно проявляется при высоких давлениях и низких температурах.

Уравнение состояния реальных газов (уравнение Ван-дер-Вааль-са) для произвольной массы газа:

,

где а – поправка Ван-дер-Ваальса на влияние сил межмолекулярного взаимодействия (на внутреннее давление);

b – поправка Ван-дер-Ваальса на собственный объем молекул;

μ – молекулярная масса газа;

m – масса газа.

Внутренняя энергия реального газа состоит из кинетической энергии поступательного и вращательного движения молекул Е_k и потенциальной энергии их взаимодействия Е_p.

Потенциальная энергия взаимодействия одного моля молекул реального газаимеет отрицательный знак, т.к. молекулярные силы, создающие внутреннее давление p^', являются силами притяжения:

.

Изменение потенциальной энергии реального газа (для моля) равно работе, которую совершает внутреннее давление p при расширении газа от объёма V₁ до V₂:

.

Кинетическая энергия молекул реального газа (для моля), согласно теореме о равном распределении энергии по степеням свободы (в некотором приближении):

.