Номер 3, страница 133 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. При каких условиях свойства реальных газов существенно отличаются от свойств идеального газа?

3. Свойства реальных газов существенно отличаются от свойств идеального газа в условиях, когда допущения модели идеального газа перестают быть справедливыми. Модель идеального газа предполагает, что молекулы являются материальными точками (не имеют объема) и не взаимодействуют друг с другом на расстоянии. Эти допущения нарушаются при определенных условиях.

Отклонения от идеальности становятся значительными в следующих случаях:

1. При высоких давлениях. С ростом давления газ сжимается, и среднее расстояние между молекулами уменьшается. В результате:
- Проявляется собственный объем молекул. Объем, занимаемый самими молекулами, перестает быть пренебрежимо малым по сравнению с общим объемом сосуда. Это приводит к тому, что реальный газ сжимается хуже, чем идеальный, и его давление при том же объеме оказывается выше.
- Усиливается межмолекулярное взаимодействие. Молекулы оказываются так близко друг к другу, что силы притяжения между ними становятся существенными. Эти силы "помогают" внешнему давлению удерживать газ, в результате чего давление реального газа на стенки сосуда становится меньше, чем было бы у идеального газа.

2. При низких температурах. Понижение температуры приводит к уменьшению средней кинетической энергии молекул. Когда молекулы движутся медленно, они проводят больше времени рядом друг с другом, и эффект сил межмолекулярного притяжения становится более выраженным. Кинетическая энергия становится недостаточно большой, чтобы преодолеть потенциальную энергию притяжения, что может привести к конденсации газа — переходу в жидкое состояние. Это явление в модели идеального газа принципиально невозможно.

Таким образом, наиболее сильные отличия свойств реального газа от идеального наблюдаются при высоких давлениях и низких температурах. В этих условиях газ находится в состоянии, близком к фазовому переходу в жидкость. Поведение реальных газов описывается более сложными уравнениями, например, уравнением Ван-дер-Ваальса:
$$(P + \frac{a \nu^2}{V^2})(V - \nu b) = \nu RT$$
Здесь поправка $\text{a}$ учитывает силы межмолекулярного притяжения, а поправка $\text{b}$ — собственный объем молекул. Значимость этих поправок возрастает именно при высоких давлениях (малый объем $\text{V}$) и низких температурах.

Ответ: Свойства реальных газов существенно отличаются от свойств идеального газа при высоких давлениях и низких температурах, то есть в условиях, приближающих газ к состоянию жидкости.