Alexander Fufaev
Ich heiße Alexander FufaeV und hier erkläre ich das folgende Thema:

Van-der-Waals-Gleichung: Reales Gas beschreiben

Formel

Formel: Van-der-Waals-Gleichung
Was bedeuten diese Formelzeichen?

Druck

Einheit
Druck des (realen) Gases. Beim realen Gas - im Gegensatz zum idealen Gas - darf der Gasdruck sehr hoch sein.

Temperatur

Einheit
Temperatur des (realen) Gases. Beim realen Gas - im Gegensatz zum idealen Gas - darf die Temperatur des Gases niedrig sein.

Volumen

Einheit
Volumen des (realen) Gases. Molares Volumen: \( V_{\text m} ~=~ \frac{V}{n} \).

Stoffmenge

Einheit
Die Stoffmenge \(n\) gibt die Anzahl der Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) in einer Substanz an. Sie ist definiert als das Verhältnis zwischen der Teilchenzahl \( N \) und der Avogadro-Konstanten \( N_{\text A} = 6.022\,140\,76 \cdot 10^{23} \, \frac{1}{\mathrm{mol}} \): $$ n ~=~ \frac{N}{N_{\text A}} $$

In einem Mol einer Substanz befinden sich also ungefähr \(6 \cdot 10^{23}\) Teilchen.

Kovolumen

Kovolumen ist das materialabhängige Eigenvolumen der Teilchen des realen Gases. Es reduziert das für die Bewegung der Teilchen zur Verfügung stehende Volumen \( V \) auf \( (V ~-~ n\,V_{\text b}) \). Beim idealen Gas gilt: \( V_{\text b} ~=~ 0 \). Die Einheit des Kovolumens ist \( \mathrm{m}^3 / \mathrm{mol} \).

Kohäsionsparameter

Kohäsionsparameter ist eine materialabhängige Größe, die die Kraftwirkung zwischen den Teilchen des Gases angibt. Beim idealen Gas gilt: \( a ~=~ 0 \). Der Term \( \frac{n^2 \, a}{V^2} \) wird Binnendruck genannt. Die Einheit des Kohäsionsparameters ist \( \mathrm{Pa}\,\mathrm{m}^6 / \mathrm{mol}^2 \).

Gaskonstante

Einheit
Molare Gaskonstante (auch universelle Gaskonstante genannt) ist eine Naturkonstante aus der Thermodynamik und hat den folgenden exakten Wert: $$ R ~=~ 8.314 \, 462 \, 618 \, 153 \, 24 \, \frac{\mathrm J}{\mathrm{mol} \, \mathrm{K}} $$
Erklärung

Video

Die van-der-Waals-Gleichung ist eine Zustandsgleichung für reale Gase, die Korrekturen zu der idealen Gasgleichung einführt, um das Verhalten realer Gase genauer zu beschreiben.

Anker zu dieser Formel

Die Gleichung modifiziert also das Volumen \( V \) und den Druck \( \mathit{\Pi} \) im Vergleich zur idealen Gasgleichung, um die Effekte der Molekülgröße und der Anziehungskräfte zu berücksichtigen.