Изотермы Ван-дер-Ваальса и их анализ
Уравнение Ван-дер-Ваальса является уравнением третьей степени относительно объема 
. Поэтому для заданных значений давления 
и температуры 
оно имеет три корня, два из которых могут быть комплексными. Поскольку объем – вещественная величина, то заданным значениям и соответствуют или три значения объема , или одно.
Для анализа этого уравнения построим изотермы Ван-дер-Ваальсадля четырех различных температур 
. (соответственно изотермы 
на рис.5.1). Исследуя графики можно сделать три вывода:
1. При высоких температурах (
) изотерма 
реального газа только некоторым искажением формы отличается от изотермы идеального газа. Изобара 
, построенная
Рис.5.1
|
при 
(и всякая другая) пересекает ее в одной точке 
. Следовательно, каждому значению при данной температуре соответствует единственное значение объема , т.е. уравнение Ван-дер-Ваальса имеет один вещественный корень.
2. На изотермах, полученных при невысоких температурах, (
) имеются перегибы. Изобара пересекает изотерму 
в трех точках 
. Это соответствует трем вещественным значениям объема 
и 
при давлении 
и температуре 
.
3. При повышении температуры и переходе от изотермы 4 к изотермам 3 и 2 изгибы на кривых сглаживаются. Расстояние между точками А и С уменьшается, и на изотерме 2 обе точки сливаются в одну – точку перегиба К. Изобара 
, проведенная в этой точке, является касательной к изотерме. Температура Т2, соответствующая изотерме с точкой перегиба, называется критической температурой.