Для описания отклонений поведения реальных газов от модели идеального газа было предложено большое число полуэмпирических уравнений. Самое известное из них — уравнение Ван-дер-Ваальса. Для одного моля газа это уравнение имеет вид:

здесь
p — давление газа,
V — его объем,
T — абсолютная температура,
R ≈ 8,31 Дж/(моль · К) — универсальная газовая постоянная. Уравнение Ван-дер-Ваальса можно рассматривать как уравнение Менделеева-Клайперона, в которое введены поправки, учитывающие притяжение молекул на больших расстояниях

и конечный размер молекул (
b). Вид этих поправок определен из теоретических соображений, а константы
a и
b для каждого газа определяются из экспериментов. Можно показать, что внутренняя энергия одного моля одноатомного газа Ван-дер-Ваальса при некоторых предположениях может считаться равной

В отличие от идеального газа, она зависит не только от температуры, но и от объема. Первое слагаемое представляет собой кинетическую энергию теплового движения молекул, второе (отрицательное) — потенциальную энергию их взаимодействия.
а) Сосуд объемом 100 л разделен перегородкой на две части. В первую из них, объем которой 1 л, помещен один моль аргона. Во второй части вакуум. В некоторый момент перегородку убирают и газ заполняет весь сосуд. Допустим, в этом процессе можно пренебречь теплообменом газа с окружающими телами. Найдите, на сколько изменится температура аргона, если этот газ подчиняется уравнению Ван-дер-Ваальса. Нагреется он или остынет? Константа a для аргона приближенно равна 0,135 (в единицах СИ).
б) Найдите изменение температуры аргона, если в сосуде его было 2 моля.