TU Berlin

Institut für Theoretische PhysikBedienungshinweise

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Hinweise zu den Vand der Waals Gases

 

Die Bedienung des Demonstration Notebook ist einfach aufgebaut und größtenteils selbsterklärend. Nach dem Öffnen von isothermals-vdw_binodal_01.nbp im Mathematica Player sieht man unter der Überschrift das Hauptbedienfeld. Unter diesem ist ein Paragraph mit Informationen über den physikalischen Inhalt des Notebooks angefügt. Im oberen Teil des Bedienfeldes befinden sich zwei Schieberegler. Mit Tr kann die Temperatur in Kelvin eingestellt werden, bei der die Isotherme geplottet wird. pco verändert die vertikale Position der roten Gerade im Plotfenster. Rechts vom Plotfenster sieht man die Plotlegende und die Differenz A der Inhalte der orange hinterlegten Flächen oberhalb und unterhalb der roten Linie. Weiterhin ist die geplottete reduzierte Van-der-Waals Gleichung dargestellt.

 

Im Plotfenster selbst ist in blauer Farbe die Isotherme geplottet und die rote

Maxwellgerade. Falls Tr kleiner als die kritische Temperatur ist und pco zwischen Maximum und Minimum der Isotherme liegt, wird außerdem die von der Isotherme und pco eingeschlossene Fläche orange hinterlegt. Durch Verschieben von pco kann der Phasenkoexistenzdruck bestimmt werden.

Unterhalb des Plotfensters ist eine Checkbox, bei deren Aktivierung ein weiteres Plotfenster

dargestellt wird. Es ist ebenfalls ein Zustandsdiagramm, in dem die Isothermen des reduzierten

Van-der-Waals Gases f ür verschiedene Temperaturen dargestellt ist. Darüber hinaus ist dort in

braun die Spinodale und in orange die Binodale dargest...

Das Hauptfenster zeigt die Isotherme für das Van-der-Waals gas (blaue linie) für die einstellbare Temperatur.

Es ist so möglich den Koexistenzdruck für eine gegebene Temperatur T durch die Maxwellkonstruktion zu finden.

In dem das Häckchen unter dem Plotfenster gesetzt wird erscheinen auch die Spinodale, Binodale und die Isotherme für die verschiedenen Temperaturen.

Maxwell Konstruktion

Unterhalb einer kritischen Temperatur koexistieren flüssig und gasförmige Phase in bestimmten Regionen ihres Koexistenzdrucks. Dieser kann im obigen Diagram durch verschieben der roten line gefunden werden indem das Integral A über die orange gefüllte Flache 0 entspricht. Diese Herangehensweise entspricht der sogenannten Maxwell Konstruktion.

Die Spinodale in braun verbindet die Maxima und Minima der Isotherme für verschiedene T. In orange markiert die Binodale die Grenze zwischen metastabiler und stabiler Region im Phasendiagramm und bildet damit den äußeren Rand der Koexistenzregion.

 

 

PDF-Version | Van-der-Waals Gas

 

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