所谓“理想气体”是按波义尔实验定律的气体,适合于较低气压(例如:1个大气压左右)和一定温度(例如:摄氏0度左右)的气体,可近似地分析为本身体积可忽略的分子弹性碰撞的结果。
但是,在较高气压下,气体的性质就不符合波义尔实验定律。
范德瓦尔分析了较高气压下,气体性质不符理想气体的如下原因:
1,气体分子本身体积不可忽略。在5000个大气压左右,按波义尔实验定律的气体原有1立方厘米体积应减小为2乘10^(-4) 立方厘米。范德瓦尔以1克分子理想气体的体积V0-b作为较高气压下,气体的实际体积。
2.气体分子间的相互作用,比弹性碰撞复杂得多,范德瓦尔以1克分子理想气体的气压p0+a/v0^2作为较高气压下,气体的实际气压。
而得出:所谓“范德瓦尔气体方程” (p0+a/v0^2)(V0-b)=RT,
其中的a和b是由实验确定的常数,而能在一定范围内符合实际。
当V0远大于b,p0远大于a/v0^2时,a和b项就可忽略不计,而范德瓦尔气体方程就成了波义尔实验定律,实际气体就可当作“理想气体”了。
当然,即使按范德瓦尔的简单分析,范德瓦尔气体方程中的a和b,实际上,也并不能是常数,范德瓦尔气体方程并不能以常数的a和b适合于所有的气压和体积。
因此,当然不能由它的微分,分析推演得到理想气体啊!
显然,这里的关键在于:理解范德瓦尔气体方程是在一定条件下的近似处理。
望采纳~
基本概念
化学方程式
化学方程式[1]
用化学式(有机化学中有机物一般用结构简式)来表示物质化学反应的式子,叫做化学方程式。
化学方程式不仅表明了反应物、生成物和反应条件。同时,化学计量数代表了各反应物、生成物物质的量关系,通过相对分子质量或相对原子质量还可以表示各物质之间的质量关系,即各物质之间的质量比。对于气体反应物、生成物,还可以直接通过化学计量数得出体积比
不是。范德华力又叫分子间作用力,是产生于分子或原子之间的静电相互作用,属于电磁力。黑洞的强大引力是由于其巨大的质量决定的,属于万有引力。
范德瓦尔方程是一个半经验公式,它并非从第一性原理推导得到。
在理想气体方程中,近似认为气体分子(原子)是体积为0的刚性小球,在范德瓦尔方程中则增加了两个修正量:(P+a/V^2)(V-b)=nkT。其中a表示的是实际存在气体中的远距离作用力(如电磁力)导致的内部压力增加,b表示的是实际存在气体中分子(原子)本身客观存在的体积导致的总体积减小。
实际使用过程中,系数ab需要根据气体的种类进行测定和拟合,需要注意的是即使同一种气体在不同压强下系数ab也有所不同,该方程只能反映比较一般的情形,极端情况下需要引入更多的修正系数。
总结:通过在理想方程上引入修正系数,并根据实际测量拟合,方程结果更贴近实际气体,但无法完全反应实际气体规律。
问题一:鄙人认同你的观点,试想向刚性容器隔板一侧气体向另一侧真空绝热膨胀不也没有能量交换吗?但系统的热力状态的确是改变了。
问题二:少了一个前提,即干球温度要相同才能比较。书中答案错了。或者说题目没出好。
问题三:我想应该用第一热力学能微分方程式dU=0,因为知道状态方程直接带入微分方程求个偏导即可。具体式子这里就不熬述了。这里你要注意,符合范德瓦尔方程的气体不是理想气体,dU=0不代表T不变。符合PV=RT的才是理气。
鄙人水平有限,但还是希望能对你有一点点帮助吧。
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