Nhà vật lý Andrews năm 1866 đã làm thí nghiệm dãn nén khí thực. Các kết quả của thí nghiệm là kiểm chứng lý thuyết Van der Waals. Thí nghiệm tiến hành như sau
Một khối khí carbonic CO2 chứa trong một bình có pitơng và dùng pitông để dãn nén khí
trong điều kiện đẳng nhiệt. Hệ các đường đẳng nhiệt thực nghiệm được nêu trên Hình 3.3 và gọi là họ đường đẳng nhiệt thực nghiệm Andrews.
Ta hãy so sánh giữa thực nghiệm là họ đường đẳng nhiệt Andrews và lý thuyết là họ đường đẳng nhiệt Van der Waals.
Hình 3.3 Hình 3.4
1/- Khi T lớn, cụ thể là T > Tc, các đường Van der Waals và Andrews trùng nhau.
2/- Khi T < Tc, trong phạm vi vùng parabol úp, đoạn uốn khúc Van der Waals được thay
bằng đoạn nằm ngang của đường Andrews. Như vậy trên đoạn này thực nghiệm cho thấy áp suất khơng thay đổi theo thể tích.
3/- Các đường đẳng nhiệt tới hạn thực nghiệm và lý thuyết cũng trùng nhau, kể cả giá trị các tham số tới hạn pc, Vc và Tc.
Như vậy kết quả lý thuyết chỉ sai khác thực nghiệm trên vùng parabol úp. Ta hãy xét điều này chi tiết hơn bằng một đường đẳng nhiệt Andrews khi T < Tc: đường
ABDE trên Hình 3.4. Quá trình AB là q
trình nén khí: thể tích giảm và áp suất tăng. Trên đoạn BD chất khí carbonic bắt đầu hóa lỏng: càng nén thì lượng khí hóa lỏng càng tăng lên trong khi áp suất không thay đổi. Áp suất khơng đổi này chính là áp suất hơi bão hịa của chất khí. Đến D chất khí đã hóa lỏng hồn tồn. Q trình tiếp theo ứng với đoạn DE: thể tích giảm ít nhưng áp suất tăng
nhanh vì chất lỏng khó nén. Hình 3.5
Mơ hình Van der Waals cho khí thực là khá đúng đắn, khá phù hợp thực nghiệm. Với một số chất khí người ta cịn thấy xuất hiện các đoạn quá trình BB’ và DD’ (Hình 3.5). Khi nén khí thay vì đi theo đường BD, q trình có thể diễn biến theo đoạn BB’ và là q trình chậm hóa lỏng.
a
Tương tự khi dãn khí từ trạng thái D, thay vì đi theo đường BD, q trình có thể đi theo đoạn
BB’ và là q trình chậm hóa hơi. Cịn q trình B’D’ thì khơng xảy ra trong thực tế.