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热力学第2定律对于真实气体的适用范围
上次我发表《热力学第2定律适用于低温下的氦气吗？》，之后将克拉贝龙-克劳修思公式与氨气、氧气、氩气的数据进行比对，得到氨气很吻合，而氧气、氩气存在很大的偏差。可以这样定性的说： 热力学第2定律的一套理论体系只能看作有限的经验。对于真实气体，当引力作用表现比较强的时候，热力学第2定律是比较适用的。当斥力表现强的时候，热力学第2定律与实际有很大的出入。 我们还是使用克拉贝龙-克劳修思公式进行检验 克拉贝龙-克劳修思公式：dP/dT=(r/T)* (x1*x2)/ (x1-x2) r---汽化热 x1—液体密度 x2---饱和蒸汽密度 P---饱和蒸汽压 T----温度 1） 氧气 数据的网址，注意使用细线框住的地方 http://photo.163.com/openalbum.php?username=zbl1905&_dir=/21072238 饱和蒸汽压数据： T=79K P=196.33mmHg T=80K P=225.27 mmHg T=81K P=257.52 mmHg 当T=80 dP/dT=(257.52-196.33)*133.3/2=4078.3(Pa/K) 密度： T=80 x1=1.182(g/cm3)=1182(kg/m3) x2=0.002(g/cm3)=2(kg/m3) 当T=80 密度因子：x1*x2/(x1-x2)=2 汽化热 T=80 r=1697(卡/克分子)=1697*4.182*1000/32=221776(J/kG) 公式右边=(r/T)* (x1*x2)/ (x1-x2)=221776*2/80=5544.4 公式左边=4078.3 左右明显不等 2） 氩气 数据的网址，注意使用细线框住的地方 http://photo.163.com/openalbum.php?username=zbl1905&_dir=/21074861 饱和蒸汽压数据： T=89K P=1.246atm T=90K P=1.376atm T=91K P=1.517atm 当T=90 dP/dT=(1.517-1.246)*1.1013*100000/2=13523.55(Pa/K) 密度： T=90 x1=1.3740(g/cm3)=1374(kg/m3) x2=0.005(g/cm3)=5(kg/m3) 当T=90 密度因子：x1*x2/(x1-x2)=5 汽化热 T=90 r=1524(卡/克分子)=1524*4.182*1000/39.88=159813(J/kG) 公式右边=(r/T)* (x1*x2)/ (x1-x2)=159813*5/90=8878.53 公式左边=13523.55 左右明显不等 3） 氨气 数据的网址，注意使用细线框住的地方 http://photo.163.com/openalbum.php?username=zbl1905&_dir=/21079513 饱和蒸汽压数据： T=272K P=4.818atm T=273K P=4.2380 atm T=274K P=4.3985 atm 当T=273 dP/dT=(4.3985-4.0818)*1.013*100000/2=16040.86(Pa/K) 密度： T=273 x1=0.6386(g/cm3)=638.6(kg/m3) x2=0.003454(g/cm3)=3.454(kg/m3) 当T=273 密度因子：x1*x2/(x1-x2)=3.472 汽化热 T=273 r=301.72(千卡/千克)=301.72*4.182*1000=1261793(J/kG) 公式右边=(r/T)* (x1*x2)/ (x1-x2)=1261793*3.472/273=16047.4 公式左边=16040.86 左右两边偏差：（16040.86-16047.4）/16047.4=0.04% |