Reale Gase: Auswirkungen intermolekularer Kräfte und Molekülvolumen. Ableitung der Van-der-Waals-Gleichung

Ideale Gase folgen der Beziehung PV über nRT gleich eins. Erinnern Sie sich an Boyles Gesetz, das besagt, dass wenn die Menge und Temperatur eines Gases konstant gehalten werden, eine Erhöhung des Drucks unweigerlich zu einer Verringerung des Volumens führt, um ein konstantes Verhältnis beizubehalten. Aber wenn dieses Verhältnis als Funktion des Drucks für ein Mol von mehreren realen Gasen ausgedrückt wird, entspricht sie nur bei niedrigen Drücken dem Idealwert 1"Wenn der Druck zunimmt, werden die Kurven deutlich von dem Idealwert abweichen.

Bei niedrigen Drücken ist das kombinierte Volumen der Gasteilchen vernachlässigbar klein im Verhältnis zum Behältervolumen wie eine Erbse in einem Basketball. Daher entspricht das für ideale Gasteilchen verfügbare Volumen dem gesamten Behältervolumen. Bei höheren Drücken ist die Gasdichte viel größer.

So wird das kombinierte Volumen der Gasteilchen signifikant wie eine Erbse in einem Tischtennisball. Daher ist die Annahme der kinetischen Gastheorie, dass Gasteilchen ein vernachlässigbares Volumen einnehmen bei hohem Druck ungültig. Das von einem realen Gas eingenommene Volumen ist größer als das für seine Teilchen verfügbare Volumen, was dem Volu