Слайды и текст доклада
Pic.1
Лекции по физике. Молекулярная физика и основы термодинамики Реальные газы. Межмолекулярные взаимодействия. Низкие температуры
Pic.2
Реальные газы Для реальных газов наблюдается отклонение от закона Клапейрона-Менделеева, кроме того, при некоторых значениях внешних параметров они могут быть переведены в жидкое и даже твёрдое …
Pic.4
Эффективное сечение молекулы
Pic.11
Межмолекулярное взаимодействие Межмолекулярные силы притяжения Поляризационные силы обусловлены несимметричностью распределения зарядов в нейтральной в целом молекуле Дисперсионные силы обусловлены …
Pic.12
Межмолекулярное взаимодействие Силы притяжения обратно пропорциональны расстоянию в 7-й степени Силы отталкивания возрастают экспоненциально при уменьшении расстояния Взаимодействие молекул удобно …
Pic.13
Межмолекулярное взаимодействие В уравнении Ван-дер-Ваальса применяется более грубая аппроксимация – молекулы считаются абсолютно твёрдыми шарами с диаметром d d является нечётко определённым …
Pic.14
Уравнение Ван-дер-Ваальса Учтём влияние сил отталкивания. Конечный объём молекул приводит к уменьшению доступного объёма и увеличению давления по сравнению с идеальным газом. Для одного моля запишем: …
Pic.15
Уравнение Ван-дер-Ваальса Теперь учтём влияние сил притяжения. Оно проявляется в появлении избыточного давления: P+Pi=nkT, где Pi – избыточное «внутреннее» давление: Pi=<Nbf>, где Nb – число …
Pic.16
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Pic.17
Уравнение Ван-дер-Ваальса Учитывая совместное действие сил притяжения и отталкивания получим окончательно уравнение Ван-дер-Ваальса: (P+a/V2)(V-b)=RT для молей: (P+a2/V2)(V/-b)=RT или: …
Pic.19
Другие уравнения состояния Уравнение Дитеричи: P(V-b)=RTexp(-a/[RTV]) в пределе b<<V и a<<RTV оно переходит в уравнение Ван-дер-Ваальса. Оно так же является полуэмпирическим. При …
Pic.20
Другие уравнения состояния Уравнение Бертло: (P+a/(ТV2))(V-b)=RT Уравнение Клаузиуса: здесь улучшение достигается за счёт введения третьего параметра
Pic.21
Другие уравнения состояния Уравнение Камерлинг-Оннеса: PV=RT(1+B2(T)/V+B3(T)/V2+…), где В2, В3, …- второй, третий и т. д. вириальные коэффициенты Уравнение состояния любого газа может быть …
Pic.22
Изотермы Ван-дер-Ваальса Уравнение Ван-дер-Ваальса можно привести к виду: PV3-(RT+Pb)V2+aV-ab=0 () это кубическое уравнение относительно V при некоторых P и T имеет три корня, а в некоторой …
Pic.23
Изотермы Ван-дер-Ваальса Приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях V, получим: РкVк3=ab, 3РкVк2=a, 3РкVк=RTк+Pкb Из этих трёх уравнений можно найти: Vк=3b, Рк=a/27b2, Тк=8a/(27Rb) …
Pic.24
Изотермы Ван-дер-Ваальса Расхождение экспериментальных и теоретических значений свидетельствует о неточности уравнения Ван-дер-Ваальса.
Pic.25
Изотермы реальных газов На изотермах реальных газов нет участка с (P/V)>0. Это неустойчивое состояние Область D-B – жидкое состояние с малой сжимаемостью Область А-Е – газообразное состояние …
Pic.26
Изотермы реальных газов L-B – перегретая жидкость A-G – переохлаждённый пар Правило Максвелла: реальная изотерма проходит таким образом, что площади фигур LBC и GAC равны
Pic.27
Перегретая жидкость
Pic.28
Изотермы реальных газов Ниже кривой АКS находится двухфазная область, а выше - однофазная От одной фазы к другой можно перейти минуя двухфазную область К – критическая точка
Pic.31
Критическое состояние
Pic.32
Впервые явление критического состояния вещества было обнаружено в 1822 году Шарлем Каньяром де Ла-Туром, а в 1860 году повторно открыто Д. И. Менделеевым. Систематические исследования начались с …
Pic.33
Изотермы реальных газов Правило рычага Пусть состояние газа характеризуется точкой М в двухфазной области изотермы, тогда массы жидкой mж и газообразной mг фаз относятся как длины отрезков MG и LM: …
Pic.34
Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса. Для однофазных состояний:
Pic.35
Эффект Джоуля-Томсона Эффект Джоуля-Томсона заключается в изменении температуры газа при его прохождении через малое отверстие (дросселировании) Для идеального газа эффект отсутствует Для реального …
Pic.36
Эффект Джоуля-Томсона При b=0, а≠0 газ всегда охлаждается При b≠0, а=0 – всегда нагревается Существует температура инверсии Ti=(27/4)ТК при которой эффект нулевой Выше Ti газ нагревается при …
Pic.37
Методы получения низких температур Испарение жидкости Эффект Джоуля-Томсона Адиабатическое расширение газа Растворение одного вещества в другом При откачивании паров 3He можно получить температуру …
Pic.38
История физики низких температур Основные этапы развития физики низких температур были связаны с сжижением газов, которые позволяли проводить измерения при температуре равной температуре кипения. В …
Скачать презентацию
Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!