Изотермы реального газа

В данной модели на примере паров воды рассмотрены изотермы реальных газов. Температуру, при которой происходит процесс, можно выбирать. Приведен график зависимости p (V), на котором имеется горизонтальный участок, соответствующий двухфазной системе. Выводится энергетическая диаграмма, на которой указываются подводимое количество теплоты Q, совершаемая работа A и изменение ΔU внутренней энергии в процессе изотермического расширения (сжатия) паров воды.

Обратите внимание на существование критической температуры. Критические параметры для воды: Tкр = 647,2 К, pкр = 217,7∙105 Па, Vкр = 45 см3/моль.

При температуре выше критической исчезает физическое различие между жидкостью и ее паром, и система может находиться только в однофазном состоянии.

В компьютерном эксперименте масса воды равна 18∙10–3 кг.

Обратите внимание, что при высоких давлениях порядка сотен атм. внутренняя энергия водяного пара зависит не только от температуры, но и от объема. При изотермическом сжатии пара его внутренняя энергия уменьшается (ΔU < 0). После начала конденсации внутренняя энергия системы пар–жидкость продолжает уменьшаться за счет фазового перехода части вещества в жидкое состоние.

В левой верхней части окна расположено рабочее поле модели с изображением сосуда изменяемого объема. На поршень, закрывающий объем, действует сила p (показана стрелкой). Рядом с ним, правее, помещен график зависимости давления от объема сосуда. Внизу расположена энергетическая диаграмма, табло экспериментальных значений, регулятор изменения абсолютной температуры системы и кнопки «Старт» и «Сброс» (кнопка «Старт» при нажатии заменяется кнопкой «Стоп» и служит для кратковременной остановки происходящего процесса). При нажатии кнопки «Сброс» модель возвращается в первоначальное состояние.