Газы
<<  Наша безопасность Авторская (бардовская) песня и законы стихосложения  >>
Лекция № 4 Газ Ван-дер-Ваальса
Лекция № 4 Газ Ван-дер-Ваальса
План лекции
План лекции
Демонстрации
Демонстрации
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы реального газа
Изотермы реального газа
Изотермы газа Ван-дер-Ваальса и реального газа
Изотермы газа Ван-дер-Ваальса и реального газа
Критические параметры
Критические параметры
Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса
Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса
Расширение газа Ван-дер-Ваальса в пустоту
Расширение газа Ван-дер-Ваальса в пустоту
Изотермы реального газа
Изотермы реального газа
Фазы и фазовые превращения
Фазы и фазовые превращения
Фазовая диаграмма
Фазовая диаграмма
Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
Фазовая диаграмма
Фазовая диаграмма
Фазовая диаграмма воды
Фазовая диаграмма воды
Численные оценки для воды
Численные оценки для воды
Зависимость давления насыщенного пара от температуры
Зависимость давления насыщенного пара от температуры

Презентация: «Газ Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые переходы». Автор: User. Файл: «Газ Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые переходы.ppt». Размер zip-архива: 383 КБ.

Газ Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые переходы

содержание презентации «Газ Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые переходы.ppt»
СлайдТекст
1 Лекция № 4 Газ Ван-дер-Ваальса

Лекция № 4 Газ Ван-дер-Ваальса

Фазы и фазовые переходы

25/09/2014

Алексей Викторович Гуденко

2 План лекции

План лекции

Уравнение Ван-дер-Ваальса Изотермы Ван-дер-Ваальса, критические параметры Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса, расширение в пустоту. Изотермы реального газа. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса. Фазовая диаграмма воды.

3 Демонстрации

Демонстрации

Кипение воды под вакуумным колпаком Проволока «разрезает» ледяной брусок

4 Уравнение Ван-дер-Ваальса

Уравнение Ван-дер-Ваальса

PV = RT – хорошо работает для разреженного газа Поправки Ван-дер-Ваальса b – учитывает размер молекул a – учитывает притяжение молекул Уравнение Ван-дер-Ваальса для одного моля Уравнение Ван-дер-Ваальса для ? молей

5 Изотермы Ван-дер-Ваальса

Изотермы Ван-дер-Ваальса

6 Изотермы реального газа

Изотермы реального газа

7 Изотермы газа Ван-дер-Ваальса и реального газа

Изотермы газа Ван-дер-Ваальса и реального газа

Уравнение кривой, на которой лежат экстремумы находим из условия:

8 Критические параметры

Критические параметры

В точке K: ? Критические параметры: В критической точке:

9 Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса

Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса

Потенциальная энергия – это работа сил притяжения молекул: Полная энергия одного моля газа Ван-дер-Ваальса:

10 Расширение газа Ван-дер-Ваальса в пустоту

Расширение газа Ван-дер-Ваальса в пустоту

U1 = U2 ? CVT1 – a/V1 = CVT2 – a/V2 ? T2 – T1 = a(1/V2 – 1/V1) < 0 – газ охлаждается!

11 Изотермы реального газа

Изотермы реального газа

12 Фазы и фазовые превращения

Фазы и фазовые превращения

Фаза – физически однородная часть вещества, отделённая от других частей системы границей раздела. Примеры: вода и лёд – жидкая и твёрдая фазы воды; вода и пар – жидкая и газообразная фазы воды. Агрегатные состояния – твёрдое, жидкое и газообразное. Изменение агрегатного состояния – фазовый переход: Плавление – переход из твердой в жидкую фазу; обратный процесс - кристаллизация Испарение или парообразование – переход из жидкой в газообразную; обратный процесс – конденсация. Сублимация или возгонка – переход из твёрдого в газообразное состояния Фазовый переход происходит при заданном давлении при строго определённой температуре: лёд при плавится при t = 0 0C при P = 1 атм – это точка фазового равновесия.

13 Фазовая диаграмма

Фазовая диаграмма

При изменении давления P изменяется температура T фазового перехода. Зависимость P(T) – линия фазового равновесия (кривая испарения, плавления, возгонки) Фазовая диаграмма – это плоскость (P,T) с линиями фазового равновесия P(T)

14 Уравнение Клапейрона-Клаузиуса

Уравнение Клапейрона-Клаузиуса

q12 – теплота перехода из фазы 1 в фазу 2 V2 – объём газа (фаза 2) V1 – объём жидкости (фаза 2) Для элементарного очень узкого цикла Карно ?A = Qн ?T/T ? (V2 – V1)dP = q12 dT/T ? dP/dT = q12/T(V2 – V1) – уравнение Клапейрона-Клаузиуса – наклон кривой фазового равновесия.

15 Фазовая диаграмма

Фазовая диаграмма

Возгонка и испарение (красная и синяя линии): dP/dT > 0 Плавление (коричневая линия): dP/dT < 0, если ?V = V2 – V1 < 0 (лёд плавает в воде) dP/dT > 0, если ?V = V2 – V1 > 0 (твёрдая фаза тонет в жидкой фазе) Tp – тройная точка. Для воды: Tтр = 273,16 К; Pтр = 4,58 мм.рт.ст = 609 Па К – критическая точка. Для воды: Tкр = 647,3 К; Pкр = 218,5 атм; ?кр = 0,324 г/см3

16 Фазовая диаграмма воды

Фазовая диаграмма воды

qпл = 334 Дж/г –удельная теплота плавления льда qисп = 2259 Дж/г –удельная теплота парообразования С ростом давления температура плавления падает: для понижения температура на 1 К потребуется 130 атмосфер: ?P/?T = q/T(vж – vл) = 334/273*1(1 – 1/0,913) = 128,4 атм.

17 Численные оценки для воды

Численные оценки для воды

qпл = 334 Дж/г –удельная теплота плавления льда qисп = 2259 Дж/г –удельная теплота парообразования vп /vж = 1720 – во столько раз увеличивается объём воды при испарении при 100 0С ?в = 1 г/см3 - плотность воды; ?л = 0,913 г/см3 – плотность льда Температура плавления льда падает с ростом давления. Для понижения температуры на ?T = 1 К потребуется избыточное давление ?P = 130 атмосфер: ?P/?T = - q/T(vж – vл) = - 334/273*1(1 – 1/0,913) = 128,4 атм/K Температура кипения воды возрастает с ростом давления. Для повышения температуры кипения воды на ?T = 1 К потребуется избыточное давление ?P = 0,035 атм: ?P/?T = q/T(vп – vж) = 2259/373*1720 = 0,035 атм/K = 27 мм.рт.ст./K

18 Зависимость давления насыщенного пара от температуры

Зависимость давления насыщенного пара от температуры

Клапейрон-Клаузиус: dP/dT = q/T(vп – vж) ? q/Tvп = q?P/RT2 ? P = P0eq?/R (1/T0 – 1/T) ? T = T0/(1 – R T0 ?n(P/P0)/q?) P = 2P0 T = 373/(1 - 8,31*373?n2/2259 *18) = 394 K = 121 0C P = ? P0 (высота горы h ~ RTln/?g ~ 6 км) T = 373/(1 - 8,31*373?n0,5/2259 *18) = 354 K = 81 0C

«Газ Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые переходы»
http://900igr.net/prezentacija/fizika/gaz-van-der-vaalsa.-fazy-i-fazovye-perekhody-210402.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

134 темы
Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Газы > Газ Ван-дер-Ваальса. Фазы и фазовые переходы