Van der Waals Gleichung, Isothermen

Wissenschaft Physik
#1

Hi,

habe eine Frage zu der Van der Waals Gleichung und zu den Isothermen im p,V Diagramm.

Folgendes Problem: Die Theoriekurve sieht ja deutlich anders anders aus im Bereich kleiner Volumina und kleiner Drücke als man beim experimentellen Verlauf erkennt. Dort ist die Isotherme nämlich eine parallele zur V- Achse, weil ja dort das Nassdampfgebiet ist. Wenn man eben diese Gerade einzeichnet, enstehen ja zwei gleich große Flächen, einmal oberhalb und einmal unterhalb dieser real eingezeichneten Isotherme.

Meine Frage: Warum sind diese Fläche denn gleich groß? Wie argumentiert man hier?

Danke für die Hilfe

mfg Chutriel

#2

Hi,

Meine Frage: Warum sind diese Fläche denn gleich groß? Wie
argumentiert man hier?

Also wenn ich das richtig verstanden habe ist das die Maxwell-Konstruktion. Ich glaube nicht das es dafür eine Herleitung gibt - es war vielmehr ein Vorschlag um diesen unphysikalischen Bereich in der Kurve zu ersetzen - vgl:
http://konstanz.ko.funpic.de/3.%20Semester/Anf%E4nge…
Oberpunkt Maxwellgerade.

Viele Grüße

Manny

#3

Hallo Chutriel,

Meine Frage: Warum sind diese Fläche denn gleich groß? Wie
argumentiert man hier?

in dem Teil über der Maxwell-Geraden hast Du übersättigten Dampf, im Teil unter der Geraden überhitzte Flüssigkeit. Normalerweise nimmt der Stoff den Weg über die Maxwell-Gerade, aber wenn keine Kondensationskeime da sind, an denen sich Tröpfchen (beim übersättigten Dampf) oder Dampfblasen (bei der überhitzten Flüssigkeit) bilden können, kann man bei vorsichtiger Arbeitsweise die Van-der-Waals-Isothermen zumindest teilweise „abtasten“. In technischen Prozessen kann das aber auch gefährlich werden, wenn es nämlich in der überhitzten Flüssigkeit zu Siederverzug kommt und sich dann plötzlich ein größerer Teil der Flüssigkeit schlagartig in Dampf verwandelt. Dies kann man durch poröse „Siedesteine“ verhindern.

Was die Lage der Maxwell-Geraden angeht (so legen, dass die Flächen darüber und darunter gleich sind), so gibt es eine theoretische Begründung, die von einem gedachten Kreisprozess entlang der Schleife und zurück entlang der Geraden ausgeht. Genaueres kann ich Dir nicht mehr sagen, das ist alles schon zu lange her. Aber vielleicht hilft Dir der Ansatz schon weiter.

Grüße, Thomas