Күйлердің сәйкестік заңы

Күйлердің сәйкестік заңы барлық заттар бір күй теңдеуіне бағынады дейді. Бұл заң күй теңдеуінің айнымалыларын келтіру арқылы жазғанда ғана ақиқат болады. Күйлердің сәйкестік заңы жақындатып алынған заң болып табылады және тығыз газдар мен сұйықтарды қарапайым түрде, 10-15 пайыздық дәлдікпен бағалауға мүмкіндік береді. 1873 жылы Ван дер Ваальстың зерттеулерінде алғаш анықталған.

Тұжырымы

Сыни межелдегі сығылу коэффиценті $p_c{V}_{m,c}/R{T}_c$

Қарапайым сфералық молекулалар
Зат	$p_c{V}_{m,c}/R{T}_c$	Зат	$p_c{V}_{m,c}/R{T}_c$
$\text{He}$	$0,300$	$\text{Xe}$	$0,293$
${\text{H}}_2$	$0,304$	${\text{N}}_2$	$0,292$
$\text{Ne}$	$0,296$	${\text{O}}_2$	$0,292$
$\text{Ar}$	$0,291$	${\text{CH}}_4$	$0,300$
		${\text{CO}}_2$	$0,287$
Көмірсулар
Зат	$p_c{V}_{m,c}/R{T}_c$	Зат	$p_c{V}_{m,c}/R{T}_c$
Этан	$0,267$	Бензол	$0,265$
Пропан	$0,270$	Циклогексан	$0,276$
Изобутан	$0,276$	Диизопропил	$0,266$
n-Бутан	$0,257$	Диизобутил	$0,262$
Изопентан	$0,268$	Этил эфирі	$0,262$
n-Пентан	$0,266$	Этилен	$0,291$
n-Гексан	$0,260$	Пропилен	$0,273$
n-Гептан	$0,258$	Ацетилен	$0,275$
n-Октан	$0,258$

Күйлердің сәйкестік заңы бойынша, күй теңдеуі келтірілген айнымалылар арқылы жазылған жағдайда кез келген зат үшін дұрыс болады. Келтірілген айнымалылардың мәндері сыни межелдегі мәндерге сәйкес келеді:

$p_r=\frac{p}{p_c},V_r=\frac{V_m}{V_{m,c}},T_r=\frac{T}{T_c},$

бұл формулалардағы $p,V_m,T$ сәйкесінше қысым, молярлық көлем және температура болып табылады. Жүйенің термодинамикалық тепе-теңдігін осы үш айнымалының екеуін ғана қолданып сипаттауға болатындықтан, күйлердің сейкестік заңы бойынша, үшеуінің кез келген өлшемсіз комбинациясы кез келген екі келтірілген айнымалының функциясын құрайды:

$\frac{p{V}_m}{RT}=F(V_r,T_r),$

Нақты жүйелер үшін, негізінен, төмендегі формула орынды:

$\frac{p{V}_m}{RT}=z(p_r,T_r)$

$F,z$ - универсал функциялар

Формуладағы өлшемсіз шама $\frac{p{V}_m}{RT}$ сығылу коэффиценті деп аталады. Сыни межелде сығылу коэффиценті $\frac{p_c{V}_{m,c}}{R{T}_c}=F(1,1)$, яғни барлық заттар үшін бірдей болып табылады.

Қолдану аясы мен теориялық негіздемесі

Заңның нақтылығын сығылу коэффицентінің мәніне $\frac{p_c{V}_{m,c}}{R{T}_c}$ қарап анықтауға болады. Егер күйлердің сәйкестік заңы толығымен орындалса, бұл коэффицент барлық заттар үшін бірдей болады. Әртүрлі заттар үшін тәжірибе көмегімен анықталған сығылу коэффицентінің мәндерді кестеде берілген. Қарапайым сфералық молекулалар үшін оның мәні $0,292$ жуықтаса, көмірсу молекулаларында $0,267$ дейін жетеді.

Дереккөздер

• Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: ИЛ, 1961. — 931с.