Gazy rzeczywiste: \( \ce{O_{2}, N_{2}, H_{2}} \) itp. pod małymi ciśnieniami i w wyższych temperaturach zachowują się podobnie do gazów doskonałych, natomiast pod wyższymi ciśnieniami i w temperaturach niższych wykazują znaczne odchylenia od praw i równań wyprowadzonych dla gazów doskonałych.
Różnice w zachowaniu się gazów rzeczywistych i doskonałych wynikają z dwóch przyczyn. Po pierwsze, w gazach rzeczywistych duży wpływ wywierają oddziaływania międzycząsteczkowe, i po drugie, nie może być zaniedbana objętość własna cząsteczek w stosunku do całkowitej objętości zajmowanej przez gaz. Biorąc pod uwagę oddziaływania międzycząsteczkowe i wpływ objętości własnej, Van der Waals zaproponował równanie stanu gazowego odpowiadające własnościom gazów rzeczywistych. Ma ono postać:
Wyraz \( \frac{n^2 \cdot a}{V^2} \) - oznacza korektę ciśnieniową, gdzie: \( n \) - jest liczbą moli, \( V \) - objętością, \( a \) - stałą charakterystyczną dla danego gazu.
W miarę wzrostu ciśnienia gazu, siły międzycząsteczkowe odgrywają coraz większą rolę i gaz zmniejsza swoją objętość bardziej niżby to wynikało z równania gazów doskonałych (zob. moduł Temperatura, równanie stanu gazu doskonałego ). Rezultat jest taki, jakby na gaz działało dodatkowe ciśnienie.
Wyrażenie \( \frac{n^2 \cdot a}{V^2} \) - jest poprawką na ciśnienie i nosi nazwę ciśnienia wewnętrznego. Poprawka \( n \cdot b \) - związana jest z objętością własną cząsteczek, uwzględnia fakt, że podczas sprężania gazu, ulega zmianie nie cała objętość zajmowana przez gaz, a jedynie przestrzeń pusta, nie zajęta przez cząsteczki gazu. Należy wielkość \( V \) zmniejszyć o wielkość \( n \cdot b \) gdzie: \( V \) - oznacza rzeczywistą objętość zajmowaną przez cząsteczki jednego mola gazu, a stałe \( a, b \) - wyznacza się doświadczalnie.
Moduł został opracowany na podstawie [1] oraz [2].
Bibliografia
1. G. Barrow: Chemia fizyczna, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 19732. A. Bielański: Chemia ogólna i nieorganiczna, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1977