Erklärung des Verhaltens des Wasserdampfes aus der Wirksamkeit der van der Waalschen Kräfte und der Bildung von Doppel- und Mehrfachmolekülen

Das besondere thermodynamische Verhalten des Wasserdampfes wird mit Hilfe der Assoziationstheorie quantitativ erklärt. Dabei wird angenommen, daß zwischen den H2O-Molekülen neben den in normalen Gasen vorhandenen Kräften zusätzliche Kräfte kurzer Reichweite wirken, die zur Bildung von verschieden großen Molekülkomplexen führen. Der Anteil der normalen Kräfte und der Assoziationskräfte an der Abweichung des Wasserdampfes vom idealen Verhalten wird mit Hilfe gewisser Annahmen abgeschätzt. Die Anzahlen der nach diesen Annahmen in einem Volumen vorhandenen verschieden großen Molekülkomplexe werden für einen großen Zustandsbereich als Funktion des spezifischen Volumens und der Temperatur berechnet. Betrachtungen über die Struktur der Komplexe zeigen, daß man sie sich als von molekülartiger Struktur mit schwacher Bindung vorstellen kann, wobei sich die Bindungsenergie angeben läßt. Die Theorie führt zu einer thermischen Zustandsgleichung, die das Verhalten des Wasserdampfes in einem großen Bereich und bis in die Nähe des kritischen Punktes gut wiedergibt.