ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реальные газы из "Физическая и коллоидная химия" Как известно, в поведении различных газов наблюдаются большие отклонения от законов идеальных газов. Эти отклонения тем больше, чем ниже температура и выше давление, при которых находится газ. На рис. 6 заметны отклонения различных газов от закона Бойля— Мариотта при высоких давлениях. [c.23] Отклонения реальных газов от идеального состояния обусловлены в основном двумя причинами силами межмолекулярного взаимодействия (притяжения) и собственным объемом молекул реального газа, который при высоких давлениях необходимо учитывать. Взаимное притяжение между молекулами приводит к уменьшению расстояния между ними и вызывает уменьшение объема, занимаемого газом, т. е. действует как некоторое добавочное давление, приложенное извне к газу. Это давление получило название внутреннего. Поскольку реальные молекулы газа имеют собственный объем, уменьшение свободного пространства между ними приводит к уменьшению длины свободного пробега молекул. [c.23] После создания теории сжижения газов благодаря работам Д. И. Менделеева удалось получить и эти газы в жидком состоянии. Согласно теории, для каждого газа существует такая температура, выше которой газ не может быть превращен в жидкость ни при каком давлении. Такая температура получила название критической. При этой температуре для. сжижения газа требуется наибольшее давление, которое также называется критическим. И наоборот, при температурах ниже критической чем ниже температура, тем меньшее давление необходимо для сжижения газа. Объем I моль газа при критической температуре называется критическим объемом, а состояние газа, находящегося под критическим давлением при критической температуре и занимающего критический объем, называется критическим состоянием. Например, критическое состояние СО2 характеризуется следующими параметрами критическая температура 31,3°С, критическое давление 72,9 -атл, критический объем 0,096 л. [c.24] На рис. 7 приведены изотермы двуокиси углерода. Рассмотрим изотерму для 10° С. На ней только участок АВ соответствует газовому состоянию, подчиняющемуся закону Бойля—Мариотта. Участок ВС соответствует состоянию жидкость — пар. Здесь наблюдается резкое уменьшение объема при постоянном давлении. Участок С соответствует жидкому состоянию он не показывает заметного уменьшения объема с повышением давления. При более высоких температурах горизонтальные участки изотерм, соответствующие участку ВС, постепенно уменьшаются и, наконец, при 31,3° С превращаются в точку перегиба К критическая точка). [c.24] Таким образом, 00а переходит в жидкое состояние при температуре 31,3° С и давлении 72,9 атм. При температурах выше критической (31,3° С) Ша ни при каких давлениях не перейдет в жидкость. [c.25] Параметры критического состояния для различных газов приведены в табл. 2. [c.25] Из таблицы видно, что такие газы, как гелий, кислород, водород, азот, характеризуются очень низкими критическими температурами. [c.25] Исходя из теории критического состояния следует, что между паром и газом нет принципиальных различий и что любой газ может быть сжижен при охлаждении его до критической температуры и ниже. [c.25] Жидкие газы, как известно, удобнее транспортировать. Они широко применяются в металлургической и химической промышленности, а также в технике и научных лабораториях для получения низких температур и для других целей. Сжижением воздуха с последующей возгонкой получают кислород и азот, которые в дальнейшем используются при получении азотной кислоты и азотных удобрений. При этом сначала синтезируют аммиак из азота и водорода (эти газы находятся в установках для синтеза под давлением в несколько сот атмосфер), а затем уже аммиак окисляют кислородом до получения азотной кислоты и т. д. [c.25] В табл. 3 представлены константы Ван-дер-Ваальса для некот ых газов. [c.26] Уравнение Ван-дер-Ваальса значительно точнее отображает состояние реального газа, чем уравненке 1,17), которое 1ЛО выведено для идеальных газов. [c.26] Изучение критических явлений привело к выводу, что газообразное и жидкое состояние вещества различаются лишь по степени агрегации молекул, которая, главным образом, зависит от температуры н давления. [c.26] В жизни очень часто приходится иметь дело не с чисзыми газами, а с их смесями. Особенно широкое распространение газовые смеси получили в технике. Одни из них служат ценным химическим сырьем и используются при синтезе ряда веществ (нефтяные газы, воздух), другие являются хорошим газообразным топливом (природный, доменный, генераторный газы). [c.27] Вернуться к основной статье