Отклонение реальных газов от идеального газа

Взаимное притяжение молекул усиливается с уменьшением расстояния между ними. При этом возрастает также и доля пространства, занимаемого самими молекулами. Таким образом, с уменьшением объема данного количества газа (вызываемым повышением давления или понижением температуры) любой реальный газ будет давать все большие отклонения от свойств идеального газа. И наоборот, при достаточном понижении давления или повышении температуры, любой реальный газ можно привести в состояние, при котором законы идеальных газов будут применимы к нему с заданной степенью точности. Таким образом, не существует никакого газа, к которому законы идеальных газов были бы применимы при всех условиях, но понятие это отвечает тому предельно простому состоянию, к которому приближается любой газ при понижении давления или повышении температуры. [c.93]

Расширение реальных газов. Идеальные газы подчиняются основным газовым законам (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро и Джоуля). Реальные газы этим законам в точности не подчиняются наблюдаются отклонения, которые тем больше, чем ниже температура и выше давление, под которым находится газ. [c.171]

Реальные газы. К реальным газам законы идеальных газов неприменимы вполне строго. Однако, как уже указывалось в 29, понижая в достаточной степени давление, можно каждый газ при любой данной температуре привести к такому состоянию, что отклонения от свойств идеальных газов будут меньше какой-нибудь заданной конечной величины. [c.107]

При переходе от экспериментальных значений термодинамических функций к стандартным и наоборот надо учитывать отклонения поведения газа при р= атм и данной температуре от поведения идеального газа. Чтобы пояснить, как осуществляется этот учет, обратимся к рис. 2.6, на котором схематично представлены изотермы реального и идеального газов при 25°С. Точка О соответствует стандартному состоянию, точка Л — реальному состоянию газа при р=1 атм. Переход от реального состояния к стандартному осуществляют путем изотермического расширения реального газа до точки В , в которой отклонения от поведения идеального газа становятся ничтожно малыми, и последующего сжатия по изотерме идеального газа до точки О (р= атм). Для этого пути подсчитывают изменение соответствующей термодинамической функции. Если изотермы реального и идеального газов при р<1 атм близки, то поправки на неидеальность малы. Если же отклонения велики, то поправки могут иметь заметную величину. [c.40]

Ская теория газов дает ясную теоретическую интерпретацию вириальных коэффициентов. Оказывается, что второй, третий и т. д. вириальные коэффициенты характеризуют отклонение от свойств идеального газа, обусловленные наличием парных, тройных и т. д. соударений в реальном газе. Методы статистической термодинамики открывают возможность теоретически рассчитать вириальные коэффициенты, если потенциал межмолекулярного взаимодействия известен. [c.294]

Наличие межмолекулярных сил и объема молекул приводит к отклонению свойств реальных газов от свойств идеальных газов. Вследствие различия молекулярных объемов и сил взаимодействия между разными молекулами свойства реальных растворов отличаются от свойств идеальных растворов. Поэтому с возрастанием плотности и давления газа и с понижением температуры увеличивается различие между свойствами реальных и идеальных газов с ростом давления и с увеличением различия в химическом составе и физических свойствах компонентов раствора отклонение свойств реальных растворов от свойств идеальных растворов также увеличивается. [c.16]

Условия, при которых реальные газы подчиняются этому закону, рассматриваются в гл. XIV. В ней также выведены уравнения, описывающие отклонения от законов идеальных газов. Первый метод описания этих отклонений основан на введении вириальных коэффициентов К, с помощью эмпи- [c.331]

Вириальное уравнение состояния широко используют на практике, ему посвящена обширная литература. Его особое поло- жение объясняется не только практической полезностью, но и тем, что это уравнение теоретически обосновано, оно может быть выведено методами статистической физики. Есть ясная теоретическая интерпретация вириальных коэффициентов. Оказывается, что второй, третий и т. д. вириальные коэффициенты характеризуют отклонения от свойств идеального газа, обусловленные наличием парных, тройных и т. д. соударений молекул в реальном газе. Методы статистической термодинамики открывают возможность теоретически рассчитать вириальные коэффициенты, если потенциал межмолекулярного взаимодействия известен. [c.29]

Важно отметить, что все газы, подчиняющиеся законам идеального газового состояния, обладают равными молярными объемами при одинаковых условиях давления и температуры и поэтому численные значения молярной и объемной долей для компонентов идеальной газовой смеси совпадают. В смесях реальных газов в условиях низкой температуры и высокого давления, когда отклонения от законов идеальных газов становятся заметными, это равенство нарушается. [c.69]

При более высоких давлениях (в диапазоне 20—50 атм), которые используют при работе на колонках, заполненных частицами 20 мкм, или на капиллярных колонках с внутренним диаметром 20—40 мкм, отклонения от свойств идеального газа могут становиться более значительными, однако те немногие авторы, которые исследовали эти колонки, не встретили из-за зтого никаких серьезных проблем. Можно с уверенностью ожидать, что, когда давление газа-носителя на входе в колонку становится высоким, удерживаемые объемы, исправленные при помощи уравнения (8) в гл. 1, начнут изменяться с увеличением объемной скорости газа-носителя, так как поправочный коэффициент ио давлению (/) был выведен при допущении, что подвижная фаза является идеальным газом. Поскольку в условиях газовой хроматографии большинство газов являются более сжимаемыми, чем предсказывается законом идеального газа, с повышением среднего давления газа-носителя в колонке удерживаемые объемы будут увеличиваться. Однако этот эффект в значительной степени компенсируется другим эффектом, также связанным с неидеальными свойствами реальных газов. [c.64]

Многими исследователями [45, 46, 47] установлено, что этот закон не может быть распространен на реальные газы и погрешность возрастает особенно с увеличением давления, т. е. при значительном отклонении от параметров идеального газа. [c.27]

Для некоторых газов расчетным путем определена поправка на отклонение расходов реального и идеального газов. Эта поправка учитывается коэффициентом [c.44]

Уравнение состояния идеального газа пригодно для описания реальных газов в предельном случае достаточно низких давлений и достаточно высоких температур. Для более высоких давлений более высоких плотностей) и более низких температур отклонения от закона идеального газа становятся более существенными. Это видно, например, из фиг. 4 и 5, на которых приведены данные для аргона. Оказывается, что плотный газ лри охлаждении может [c.26]

Как видно, заметные отклонения в свойствах реальных и идеальных газов для продуктов сгорания топлив проявляются лишь при [c.164]

Уравнение (24) является очень хорошим приближением и для реальных газов, если они находятся при низких давлениях и не реагируют друг с другом. Но когда давление становится высоким, то наблюдаются заметные отклонения, так же как и в случае чистых газов при высоких давлениях наблюдаются отклонения от закона идеального газа. [c.26]

Уравнение состояния идеального газа достаточно хорошо изображает поведение реальных газов при высоких температурах и низких давлениях. Однако когда температура и давление таковы, что газ близок к конденсации, то наблюдаются значительные отклонения от законов идеального газа. [c.76]

Другой пример модели типа 3 (приближение) - идеальный газ. Мы подразумеваем под ним газ, в котором отсутствуют столкновения между молекулами и потому они двигаются полностью независимо одна от другой. Но мере уменьшения давления любой реальный газ все в большей степени стремится к пределу, установленному идеальным газом. В результате этого появляется возможность экспериментировать со столь разреженным газом, в котором можно пренебречь отклонениями от законов идеального газа. Такой газ можно использовать, например, в газовом термометре и установить достаточно точную шкалу абсолютных температур. Если использовать рассматриваемое приближение таким образом, то оно ничем не отличается от ранее отмеченных приближений линейного отклика - снова что-то считаем очень малым или очень большим, - однако и при значительно более высоких плотностях газа весьма полезно наглядно представлять себе значительно более простую ситуацию с идеальным газом. Для целей количественного описания поведения такого газа можно подкорректировать результаты, учтя столкновения между отдельными частицами. Нри этом мы не выйдем за рамки использования обычной модели типа 3. Однако довольно часто этими поправками можно пренебречь, когда речь заходит о быстрой ориентировке в вопросах возможного поведения исследуемого газа, и [c.29]

Законы газового состояния справедливы только для идеального газа, поэтому в технических расчетах, связанных с реальными газами, их применяют в пределах давления 2— 10 кгс/см и при температурах, пре-вышающих 0° С. Степень отклонения от законов идеальных газов характеризуется коэффициентом сжимаемости 2 = pv (RT) (рис. 1-4— 1-6). По нему можно определить удельный объем, если известны давление и температура, или давление, если известны удельный объем и температура. Зная удельный объем, можно определить и плотность. [c.15]

Реальные газы. Для реальных газов величина отклонения от закона идеальных газов увеличивается с повышением давления и с понижением температуры и сильно зависит от природы газа. Пары подчиняются ему тем лучше, чем в более перегретом состоянии они находятся. Для каждого газа существует определенная температура, обычно называемая точкою Бойля, при которой газ точно следует законам Бойля и Авогадро. По разные стороны от этой температуры, т. е. выше и ниже ее, отклонения различаются по знаку. [c.23]

Отклонения от законов идеального газа, возникающие при растворении воды в реальных газах, согласуются с теорией критических явлений в растворах при высоких давлениях, которые обусловлены явлением обратной конденсации и испарения воды. [c.20]

Эмпирические уравнения состояния. В расчетах процессов перегонки и ректификации для описания поведения реальных газовых систем широко используются два эмпирических уравнения состояния. Первое содержит коэффициент сжимаемости г, учитываюш ий отклонение объема V одного моля реального газа от значения отвечающего уравнению состояния идеального газа [c.14]

Твердое состояние является предельным для всякого вещества ири низких температурах или высоких давлениях. Газовое состояние также является предельным, но при высоких температурах и низких давлениях. В гл. XVIII мы рассмотрим плазму как четвертое состояние вещества при еще более высоких температурах, при которых происходит ионизация. Жидкое состояние является не предельным, а промежуточным между газовым и твердым. Очевидно, что при температурах, близких к критическим, исчезают отличия между жидкостью и газом, а при близких к температуре плавления некоторые свойства жидкости приближаются к свойствам твердого тела. Эти обстоятельства обусловливают трудность построения теории жидкого состояния. Для газов существует идеальное предельное состояние — идеальный газ, которое точно и просто описывается теоретически. При описании реальных газов рассматриваются отклонения от законов идеальных газов. Подобное идеальное состояние — монокристаллическое — имеется и у твердых тел. Это состояние также служит основой для описания реальных кристаллов. [c.205]

Известно, что такие реальные газы, как азот и кислород, т подчиняются в точности законам идеальных газов, в частностг законам Бойля—-Мариотта и Гей — Люссакз, поскольку в этш. законах не учитывается работа, затрачиваемая на преодоленш сил притяжения между молекулами, а также не учитывается влияние собственного объема самих молекул. Чем выше давление и ниже температура газа, тем больше отклонения от законов идеальных газов. [c.60]

Потенциальная кривая зависимости и цд от где г - расстояние между парой валентно-несвязанных атомов, следует из анализа отклонений свойств реального и идеального газов. Исследования Т. Хилла [81], М. Кривого и Е. Мейзона [82] рассеяния молекулярных пучков позволили установить зависимость /вдв(г)для взаимодействий атомов инертных газов, которые были распространены на атомы соответствующих галоидов. Кривая С/ д как функция расстояния между атомами гелия представлена на рис. 1.2. На больших расстояниях действуют силы притяжения, энергия которых пропорциональна, согласно теории Лондона, 1/г . На более коротких расстояниях при достаточном сближении атомов их ван-дер-ваальсовы радиусы перекрываются, и отталкивание между ядрами и между электронами доминируют над силами притяжения. Энергия отталкивания обычно аппроксимируется как 1/г или ехр(-/). Таким образом, для описания невалентных взаимодействий наиболее широко используются две аналитические формы потенциала потенциал Дж. Леннарда-Джонса ("6-12") С/вд (г) = (-Л/г ) + (В/г 2) и потенциал А. Букингема ("6-ехр") С/вдв( ) = = (Л/г ) + В ехр(-Сг), где Л, 5 и С - эмпирические параметры. Потенциальные кривые Леннарда-Джонса и Букингема очень похожи различие заключается лишь в том, что потенциал "6-ехр" имеет ложный минимум при г < 1,0 А и при / = О величина С/ дв стремится к [c.114]

Иодстанляя летучести вместо давления в прежние уравнения, можем их применять для реальных газов и при значительных отклонениях последних от идеальных газов. Например, выражение константы равновесия для реакции СО-j- /гОг = 2 может быть. записано в следующей форме [c.69]

Понятие остаточной (вандерваальсовой) связи. При выводе законов идеальных газов делается допущение, что молекулы друг с другом не взаимодействуют, т. е. проблема нахождения законов поведения газов искусственно упрощается, идеализируется. Поэтому найденные законы применимы к реальным газам (газам, находящим ся в нормальных условиях) лишь в первом приближении. Откло нения в поведении реальных и идеальных газов исследовались, как известно, Ван-дер-Ваальсом (1873 г.). Для объяснения этих отклонений ему пришлось учитывать силы взаимодействия газовых молекул друг с другом. Эти силы названы остаточными, или вандерваальсовыми. [c.202]

Отклонения от законов идеальных газов. Уравнение состояния идеальных газов рУ = ЯТ (стр. 37) достаточно удовлетворительно описывает поведение реальных газов только при низких давлениях (не выше 1 атм) и при высоких температурах. Для идеального газа отношение рУШТ = 1. Отклонение от идеального поведения на примерах водорода, азота и двуокиси углерода показывают следующие данные [c.133]

Потенциальная кривая зависимости от г, где г - расстояние между парой валентно-несвязанных атомов, следует из анализа отклонений свойств реального и идеального газов. Исследования Т. Хилла [81], М. Кривого и Е. Мейзона [82] рассеяния молекулярных пучков позволили установить зависимость /вдц(г)для взаимодействий атомов инертных газов, которые были распространены на атомы соответствующих галоидов. Кривая i/вдв как функция расстояния между атомами гелия представлена на рис. 1.2. На больших расстояниях действуют силы притяжения, энергия которых пропорциональна, согласно теории Лондона, 1/г . На более коротких расстояниях при достаточном сближении атомов их ван-дер-ваальсовы радиусы перекрываются, и отталкивание между ядрами и между электронами доминируют над силами притяжения. Энергия отталкивания обычно аппроксимируется как 1/г или ехр(-/-). Таким образом, для описания невалентных взаимодействий наиболее широко используются две аналитические формы потенциала потенциал Дж. Леннарда-Джонса ("6-12") /вдв( ) = -I- (В/г ) и потенциал А. Букингема ("6-ехр") = [c.114]

Выше было сказано, что реальные газовые смеси, встречающиеся на практике, могут иметь более или менее значительные отклонения от свойств идеальных газов. Поэтому для технологических расчетов часто используют уравнения Клайперона-Менделеева с поправкой г рУ = гНКТ. Здесь 2, безразмерная эмпирическая поправка, называемая коэффициентом (фактором) сжимаемости. Коэффициент сжимаемости при нормальных условиях го для индивидуальных газов определяется по формуле 1о=М/ро22,4, где ро - плотность газа при нормальных условиях, найденная экспериментально (см. прил. 16). [c.27]

Характеризует степень отклонения свойств реальных газов и паров от рассчит ываемых по уравнениям состояния идеального газа. Фугитивность (f) измеряется в тех же единицах, что и давление и 1аменяет его в уравнениях идеального состояния применительно к [c.82]