Sul piano le isoterme di Van der Waals (curve a fissato) hanno aspetto qualitativamente diverso sopra e sotto una temperatura caratteristica , detta temperatura critica:
- per ogni isoterma è monotona decrescente, simile a un’iperbole un po’ deformata: il gas si può comprimere indefinitamente senza che compaia una fase liquida;
- per l’isoterma ha un tratto a forma di S con un massimo e un minimo locali: nella regione fra essi una singola pressione corrisponde a tre volumi possibili, ed è la firma della coesistenza fra liquido e vapore;
- esattamente a l’isoterma ha un flesso a tangente orizzontale nel punto critico : è il luogo in cui liquido e gas diventano indistinguibili.
Per il CO, K C: a temperature più basse (un frigorifero domestico) basta una pressione moderata per liquefarlo. Sopra i C, invece, nessuna pressione lo liquefa: diventa un fluido supercritico, oggi usato industrialmente come solvente per la decaffeinizzazione del caffè e l’estrazione dell’olio dai semi.
Isoterme di Van der Waals nel piano . Sopra le curve sono monotone; a compare un flesso a tangente orizzontale nel punto critico; sotto appare il tratto a S che segnala la coesistenza liquido-vapore.
La forma a S non è un difetto
Il tratto a S delle isoterme è una manifestazione delle forze intermolecolari, le stesse che tengono insieme un liquido. In pratica la natura “taglia” la S con un tratto orizzontale (costruzione di Maxwell) lungo cui liquido e vapore coesistono. Van der Waals è il ponte fra il gas ideale e la materia condensata.
Collegamenti
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