Как определяется давление в уравнении Ван-дер-Ваальса?

У меня есть некоторые сомнения относительно уравнения Ван-дер-Ваальса, которое связывает давление, объем и температуру реальных газов.

Его дают:

( п р е а л + а н 2 В 2 ) ( В − н б ) "=" н р Т

я тоже это читал

п я г е а л "=" п р е а л + а н 2 В 2

Я знаю, что термин ( В − н б ) представляет объем, остающийся для реального газа. Поэтому, на мой взгляд, член давления в приведенном выше уравнении также должен быть давлением реального газа на стены .

Но второе упомянутое уравнение на это не указывает и явно противоречит моей интуиции.

Итак, мой вопрос: что такое термин п в уравнении Ван дер Уоллса ?

Если это давление идеального газа, то почему мы должны включать давление идеального газа в уравнение для реальных газов? Разве уравнение не должно быть

( п − а н 2 В 2 ) ( В − н б ) "=" н р Т ?

Кроме того, если это давление в середине реального газа, то почему мы должны включать это давление, чтобы указать давление на стенках ?

Если у кого-то есть сомнения по поводу последнего абзаца этого вопроса, см. комментарии к ответу Гарфа.

@Buraian Я сомневаюсь, что давление, которое мы используем, - это давление, которое будет оказывать идеальный газ, а объем, который мы используем, - это объем, занимаемый реальным газом. Разве это не странно?
Извините, что я не мог ответить раньше @Студент, здесь довольно сложно объяснить, но если вы видите книгу Аткинса по физической химии, то примерно в первой главе, где они вводят закон идеального газа, они говорят о том, как закон идеального газа определяет поверхность в координатах P, V, T. Итак, я думаю, интуитивно понятно, что это новое уравнение Ван-дер-Вааля также дает поверхность, но эта поверхность больше «перекрывается» с поведением «реального газа».

Ответы (2)

Что такое термин п в уравнении Ван дер Уоллса?

Это Давление! Во-первых, лучше сначала пройтись по происхождению этого термина!

Количество ближайших соседей пропорционально н / В , и поэтому притягивающие межмолекулярные взаимодействия снижают полную потенциальную энергию на величину, пропорциональную числу атомов, умноженному на число ближайших соседей, так что энергия изменяется как

а н 2 В
Следовательно, если вы измените В , энергия изменяется на величину
− а н 2 г В В 2
но это изменение энергии можно рассматривать как результат эффективного давления п е ф ф чтобы изменение энергии было − п е ф ф г В . Следовательно
п е ф ф "=" − а н 2 В 2
Давление п что мы измеряем, это суммарное давление п я г е а л где мы пренебрегаем взаимодействием и п е ф ф . И так
п я г е а л "=" п − п е ф ф "=" п + а н 2 В 2

Если это давление идеального газа, то почему мы должны включать давление идеального газа в уравнение для реальных газов?

Уравнение идеального газа имеет вид

п я г е а л В "=" н р Т
Как мы обнаружили, реальное давление (давление реального газа) с точки зрения члена идеального газа и дополнительного члена из-за взаимодействий мы можем записать
( п + а н 2 В 2 ) В "=" н р Т
То, что у вас есть, неправильно, потому что мы знаем, что для настоящего газа
п В ≠ н р Т
Если это действительно последует, то нам вообще не нужно делать всю эту чушь.

В последнем я не понимаю, что вы имеете в виду под давлением посередине и в стенке. Это не имеет значения, какое давление.

последний абзац см. в комментариях ниже ответа Гарфа.
Изменение энергии, о котором вы упомянули, не должно быть равно -pdV (p - реальное давление).

Думаю, здесь очень легко запутаться. Напомним себе, зачем нужна эта коррекция...

Это связано с тем, что когда мы измеряем давление газа (назовем это п настоящий ), наше измерение будет немного меньше, чем то, что происходит в середине газа (назовем это п идеальный - "истинное" давление нашего газа). Причина этого в том, что мы никогда не сможем измерить давление «объемного» газа, потому что нам нужно где-то поставить какой-то прибор, а затем определить границу нашей «коробки» с газом. Затем мы утверждаем, что частицы газа на краю ящика испытывают результирующую силу притяжения вдали от края из-за неуравновешенных ван-дер-ваальсовых сил от других частиц в объеме. Отсюда измеренное давление ( п настоящий ) меньше, чем давление в объеме ( п идеальный ).

Лично я бы назвал эти вещи немного разными вещами, чтобы избежать путаницы. Я обычно думаю, когда мы видим п , мы предполагаем, что это давление, которое можно измерить — в конце концов, физические уравнения должны быть написаны в терминах измеримых вещей!

В качестве примечания: я предполагаю, что одно из предположений в формулировке ВдВ состоит в том, что в объемном газе все силы ВдВ равны и действуют во всех направлениях, поэтому не оказывают чистого влияния на давление в объеме. Вероятно, поэтому его и называют п идеальный здесь, потому что мы ожидаем, что давление в середине будет таким же, как давление в идеальном газе (без учета объемных эффектов), но я согласен, что это сбивает с толку.
так термин ( п + а н 2 В 2 ) давление в середине или в объеме?
Этот термин будет давлением в массе
Но это число менее значимо, чем п , потому что мы никогда не могли это измерить.
но давление, прикладываемое к стенкам, создается молекулами вблизи края. Так почему же мы должны включать давление в объеме для давления на стенках?
Нам нужно уравнение состояния для газа в целом, поэтому мы должны скорректировать граничную информацию, добавив поправку а н 2 / В 2 чтобы получить п масса "=" п стена + а н 2 / В 2
Вероятно, эквивалентное описание эффекта взаимодействия Ван-дер-Ваальса состоит в том, что молекулы проводят больше времени в потенциальных ямах друг друга, так что число столкновений со стенками меньше, чем без таких взаимодействий.
Как определяется давление в уравнении Ван-дер-Ваальса?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v