Газ Ван-дер-Ваальса

С ростом давления уравнение состояния идеального газа требует корректировки при описании поведения реальных газов. При р = 1000 атм (10⁸ Па) произведение р^.V становится вдвое больше, чем предписывает модель идеального газа для конкретной температуры (газ не «сжимается»).

Причин для такого отклонения две:

1) собственный размер молекул, уменьшающий объём, доступный для движения молекул (при нормальных условиях он составляет ~ 0,07% объёма сосуда с газом, а при 100 атм уже 70%);

2) сложный характер взаимодействия между молекулами.

На рисунке приведена типичная кривая зависимости потенциальной энергии взаимодействия U _ВЗ молекул от расстояния между их центрами.

На малых расстояниях (r < r _o) молекулы отталкиваются, на больших (r > r _o) притягиваются.

Для описания реального (неидеального) газа пользуются уравнением Ван-дер-Ваальса:

, где

a и b – постоянные Ван-дер-Ваальса (для разных газов они имеют свои значения).

Поправка обусловлена силами притяжения между молекулами. Она имеет размерность давления, и её иногда называют внутренним давлением.

Поправка b связана с собственным объёмом молекул.