Erklärung des Verhaltens des Wasserdampfes aus der Wirksamkeit der van der Waalschen Kräfte und der Bildung von Doppel- und Mehrfachmolekülen

Elgeti, Klaus

Das besondere thermodynamische Verhalten des Wasserdampfes wird mit Hilfe der Assoziationstheorie quantitativ erklärt. Dabei wird angenommen, daß zwischen den H2O-Molekülen neben den in normalen Gasen vorhandenen Kräften zusätzliche Kräfte kurzer Reichweite wirken, die zur Bildung von verschieden großen Molekülkomplexen führen. Der Anteil der normalen Kräfte und der Assoziationskräfte an der Abweichung des Wasserdampfes vom idealen Verhalten wird mit Hilfe gewisser Annahmen abgeschätzt. Die Anzahlen der nach diesen Annahmen in einem Volumen vorhandenen verschieden großen Molekülkomplexe werden für einen großen Zustandsbereich als Funktion des spezifischen Volumens und der Temperatur berechnet. Betrachtungen über die Struktur der Komplexe zeigen, daß man sie sich als von molekülartiger Struktur mit schwacher Bindung vorstellen kann, wobei sich die Bindungsenergie angeben läßt. Die Theorie führt zu einer thermischen Zustandsgleichung, die das Verhalten des Wasserdampfes in einem großen Bereich und bis in die Nähe des kritischen Punktes gut wiedergibt.

The special thermodynamic behaviour of water vapour is quantitatively explained by the theory of association. It is assumed that there are additional forces of short range beside those, which exist in normal gases. These additional forces cause the formation of molecular complexes of various size. The influence of the normal forces and the forces of association on the deviation of steam from the ideal behaviour is estimated by certain assumptions. The quantities of the various molecular complexes existing according to these assumptions in a volume unity are calculated for a large range of state as a function of specific volume and temperature. Considerations about the structure of the complexes show, that they can be thought to be of molecule-like structure with weak bonds. Under these conditions the binding energy can be determined. The theory leads to an equation of state, which represents well the behaviour of steam within a wide range and almost up to the critical point.

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Elgeti, Klaus: Erklärung des Verhaltens des Wasserdampfes aus der Wirksamkeit der van der Waalschen Kräfte und der Bildung von Doppel- und Mehrfachmolekülen.

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