6.2.2. Уравнение Дж. Майера

Значительный шаг в направлении создания уравнения состояния реального газа был сделан американским физиком Дж. Майером и советским математиком Н.Н.Боголюбовым в 1937-48 г.г. [10]. Независимо друг от друга они методом статистической физики показали, что в наиболее общем виде уравнение реального газа выглядит следующим образом:

(6.2)

где b_k - вириальные коэффициенты, являющиеся функцией только температуры.

Вириальные коэффициенты этого уравнения не могут быть вычислены теоретическими методами и должны определяться с помощью эксперимента. Эта задача оказывается чрезвычайно сложной, и более целесообразным является получение уравнения в виде аппроксимированной функции взаимосвязи параметров, определенных на основании экспериментальных и расчетных данных.

Следовательно, описание термодинамических свойств веществ может идти различным образом, в зависимости от подчиненности его физических свойств определенной закономерности.

В практике получили широкое распространение таблицы термодинамических свойств веществ и построенные на их базе диаграммы зависимостей параметров состояния. В этих таблицах зависимость термических параметров состояния, как правило, определяется экспериментально. На базе этих зависимостей с использованием дифференциальных уравнений термодинамики рассчитывают значения энергетических величин h, u, s и c_P. Многие из этих величин могут быть получены и экспериментально, при этом можно, определив одну, рассчитать другую, например, по с_P рассчитать h, s и т.д.

Для координации работы в области определения термодинамических свойств веществ и установления единых расчетных норм осуществляется международное сотрудничество.

Подробно остановимся на термодинамических свойствах воды и водяного пара. Вода и водяной пар широко используются в быту, в теплоэнергетических, теплоиспользующих и других установках. Поэтому исследованию их свойств уделяется особое внимание. Однако вода является рядовым веществом, и принципиально все, что будет говориться о воде во всех ее фазовых состояниях, может быть отнесено к другим веществам. Для других веществ отличными от воды являются численные значения их теплофизических величин, и, кроме того, вода имеет некоторые аномальные свойства, на которые будет особо указываться.