[justify]Az állapotegyenlet ideális gázokra vonatkozik. Az ideális gáz esetében a részecskéket kiterjedés nélküli pontoknak képzeljük el, amelyek között nincs kölcsönhatás. Valójában a részecskéknek van kiterjedésük és kölcsönhatás is észlelhető közöttük. Ezeket a tényezőket is figyelembe veszi a van der Waals-féle egyenlet.[/justify]
[justify]A panelen látható a vizsgált anyag neve, hőmérséklete ([i]T[/i]) és anyagmennyisége ([i]n[/i]), és a kritikus állapot állapotjelzői: a nyomás ([i]p[/i][sub]c[/sub]), a térfogat ([i]V[/i][sub]c[/sub]) és a hőmérséklet ([i]T[/i][sub]c[/sub]).[/justify][justify]A rajzlapon a „K” feliratú pont a kritikus állapotot jelöli. A fekete sima vonal a [i]p[/i]-[i]V[/i] grafikon. A kezdetben rejtett szaggatott vonal az egyetemes gáztörvény szerinti izoterma.[/justify]
Vizsgáld meg a víz viselkedését! Kattints a [i]T[/i][sub]c [/sub]gombra, ekkor az állapota a kritikus hőmérsékletre ugrik, és kirajzolódik ennek izotermája.
Mekkora a víz kritikus hőmérséklete?
Csökkentsd a hőmérsékletét! Milyen lesz az izotermák alakja?
[justify]Ismét ugorj vissza a kritikus hőmérsékletre! Most emeld meg a rendszer hőmérsékletét! Milyen alakú az izoterma?[/justify]
[justify]Növeld tovább a hőmérsékletet! Jelenítsd meg az egyetemes gáztörvény szerinti izotermát is! Milyen lesz a két görbe viszonya?[/justify]
[justify]Vizsgáld meg, hogy az alacsonyabb hőmérsékleten a valós gáz és az ideális gáz izotermái hogyan viszonyulnak egymáshoz![/justify]
[justify]Milyen állapotban lehet a rendszer az izoterma „hepehupás” tartományán?[/justify]
[justify]Kissé nagyítsd ki a grafikont, és tedd láthatóvá a [i]p[/i]-[i]V[/i] diagram nyomvonalát! Változtasd most a hőmérsékletet![/justify]
[justify]Vizsgáld meg a többi anyagot is![/justify]
Az állapotegyenlet az ideális gázok esetén az állapothatározók közötti kapcsolatot írja le:[br][math]p V = n R T [/math] [br]Itt a [i]p[/i] a gáz nyomását, [i]V[/i] a rendszer térfogatát, [i]n[/i] a gázrészecskék anyagmennyiségét, [i]T[/i] a gáz hőmérsékletét jelöli. Az [i]R[/i] az egyetemes gázállandó.[br]A van der Waals-egyenlet figyelembe veszi, hogy a részecskék mérete miatt a[br]mozgásterük kisebb, míg a közöttük lévő vonzó kölcsönhatás a nyomást is befolyásolja. Alakja:[br][math](p+\frac{n^2a}{V^2})(V-nb)=nRT[/math], ahol az [i]a[/i] a kohéziós erőkből eredő nyomáskorrekció mértéke, [i]b[/i] pedig a gázrészecskék saját mólonkénti térfogata. Ezek anyagi minőségtől függő értékek. Ezek az állandók anyagi minőségtől függenek.[br]Ha az egyenletet átrendezzük, megmutatható, hogy ez egy harmadfokú egyenletre vezet a térfogatra nézve.[br] [br]A kisebb hőmérsékletek izotermái esetén a görbék helyi minimummal és maximummal[br]is rendelkeznek, ami azt jelentené, hogy a térfogat növekedése nyomásnövekedéssel járna. Ez nem valósul meg. A reális gázok esetében megfigyelhető, hogy a térfogat csökkentése nem okoz nyomásváltozást mindaddig, amíg a reális gáz (azaz telített gőz) teljes mennyisége nem cseppfolyósodik. A [i]p[/i]-[i]V[/i] görbék izotermáinak ezen szakasza valójában egyenes, nem egy harmadfokú görbe.[br]A reális gázok izotermáinak egy adott hőmérsékleten inflexiós pontja van, ezt kritikus hőmérsékletnek nevezzük, e fölött az anyag gázként viselkedik, cseppfolyósítani nem lehet, viselkedése egyre jobban közelíti az ideális gázok viselkedését.[br]