19-3 実在気体と仕事

1 mol の CO2(g) が 300 K の温度で 2.00 dm3 の体積を占めている。この気体を一定の外圧 Pex で、最終体積が 0.750 dm3 になるように等温圧縮する場合、 Pex がとりうる最小値を求めよ。
ただし CO2(g)はこの条件のときファン・デル・ワールス状態方程式を満足すると仮定する。さらにこの Pex を使って得られる仕事を計算せよ。

ファン・デル・ワールス状態方程式

  \displaystyle \left( P + \frac{a}{\bar{V}^2} \right)(\bar{V}-b) = R T   ... (16.5)
CO2 のファン・デル・ワールス定数 (表16.3 より)
化学種 a / dm6 bar mol-2 a / dm6 atm mol−2 b / dm3 mol−1
二酸化炭素 3.6551 3.6073 0.042816