Gaz real

Gazul real este o expresie (exemplu de abstracții științifice) prin care în termodinamică se precizează explicit că modelul matematic se referă la gaze a căror comportare nu poate fi descrisă satisfăcător de legile gazului ideal. Abaterea de la idealitate se datorează acțiunii forțelor intermoleculare și volumului propriu al moleculelor, elemente neglijate sau presupuse neglijabile de modelul gazului ideal. Abaterea de la comportamentul gazului ideal se poate exprima cantitativ prin coeficientul denumit factor de compresibilitate.

Modelele matematice (ecuațiile de stare) ale acestor gaze iau în considerare, de la caz la caz:[1]

  • fenomenele de compresibilitate;
  • variația capacităților termice masice cu parametrii sistemului termodinamic;
  • forțele Van der Waals;
  • tranformările termodinamice în condiții de non-echilibru termodinamic;
  • aspecte ale disocierii moleculare și ale echililibrului reacțiilor chimice.

Se cunosc sute de ecuații termice de stare, aplicabile pentru anumite categorii de gaze și domenii de temperatură și presiune[2].

Proprietăți

Abaterea de la starea de idealitate e descrisă de factorul de compresibilitate sau echivalent de coeficientul de fugacitate.

Fugacitatea este o presiune modificată cu coeficientul de fugacitate.

f = γ P P {\displaystyle f=\gamma ^{P}P}

Factorul de compresibilitate este legat de coeficientul de fugacitate prin formula:

  l n ( γ P ) = ∫ 0 P Z − 1 P d P {\displaystyle \ ln(\gamma ^{P})=\int _{0}^{P}{{\frac {Z-1}{P}}dP}} [3][4]

Entalpia

Entalpia gazului real e dată de formula:

H = H i d + ∫ 0 P ( V − T ( ∂ V ∂ T ) P ) d P {\displaystyle H=H^{id}+\int _{0}^{P}{\left(V-T\left({\frac {\partial V}{\partial T}}\right)_{P}\right)}dP}

Ea poate fi determinată experimental sau prin calcul, pornind de la valorile cunoscute ale căldurii specifice la presiune constantă sau din relații cunoscute între parametrii de stare p, V și T.[5]

Potențialul forțelor intermoleculare

Coeficientul virial secund e dat funcție de potențialul forțelor intermoleculare de formula:

B 2 = − 2 π ∫ ( e − u ( | r → 1 | ) / ( k B T ) − 1 ) ⋅ r 2 d r → 1 {\displaystyle B_{2}=-2\pi \int {{\Big (}e^{-u(|{\vec {r}}_{1}|)/(k_{B}T)}-1{\Big )}}\cdot r^{2}d{\vec {r}}_{1}}

Note

  1. ^ en Real gas, thefreedictionary.com, accesat 2010-07-08
  2. ^ Gabos Gherman, op. cit., p. 13
  3. ^ Redlich, Otto; Kwong, J. N. S. (). „On The Thermodynamics of Solutions”. Chem. Rev. 44 (1): 233–244. doi:10.1021/cr60137a013. PMID 18125401. 
  4. ^ Murgulescu p360
  5. ^ V. Kirillin, V. Sîcev, A. Șeindlin, Termodinamica, Editura Științifică și Enciclopedică, 1985, (traducere din limba rusă), op. cit, p.203

Bibliografie

  • Moisil, George C. - Termodinamica, București: Editura Academiei RSR, 1988
  • Murgulescu, I.G., Segal, E.- Introducere în chimia fizică, vol. II, 1-Teoria molecular-cinetică a materiei, București: Editura Academiei RSR, 1979
  • Zoltán Gábos, Oliviu Gherman, Termodinamică și fizică statistică, EDP, 1964, 1967
  • V. Kirillin, V. Sîcev, A. Șeindlin, Termodinamica, Editura Științifică și Enciclopedică, București, 1985, (traducere din limba rusă), op. cit, p.198-208

Vezi și

v • d • m
Fizică statistică
Termodinamică
Calorimetrie • Capacitate termică • Căldură latentă • Ciclu termodinamic • Ciclul Carnot • Ciclul Clausius-Rankine • Coeficient de transformare adiabatică • Constanta universală a gazului ideal • Echilibru termodinamic • Energie internă • Energie liberă • Entalpie • Entalpie liberă • Entropia radiației electromagnetice • Entropia termodinamică (după Carathéodory) • Entropie • Entropie termodinamică • Evaporare • Fază (termodinamică) • Fierbere • Formula lui Planck • Fracție molară • Gaz ideal • Gaz perfect • Gaz real • Legea Boyle-Mariotte • Legea Dulong-Petit • Legea lui Avogadro • Legea lui Dalton • Legea lui Henry • Legea lui Raoult • Legile de deplasare ale lui Wien • Legile lui Kirchhoff (radiație) • Lema lui Carathéodory (termodinamică) • Mărimi molare de exces • Paradoxul lui Gibbs (termodinamică) • Perpetuum mobile • Potențial chimic • Potențial termodinamic • Presiune de vapori • Principiile termodinamicii • Principiul al doilea al termodinamicii • Principiul al doilea al termodinamicii: Planck versus Carathéodory • Principiul al treilea al termodinamicii • Principiul întâi al termodinamicii • Principiul zero al termodinamicii • Proces adiabatic • Punct de fierbere • Punct de topire • Radiație termică • Relația lui Mayer • Rezonatorul lui Planck • Sistem termodinamic • Temperatură • Termochimie • Termodinamică • Transformare Legendre • Transformare termodinamică • Termodinamică chimică •
Mecanică statistică
Teorie cinetică