Свойства разреженных газов иуравнение ван-дер-ваальса для реальных газов
При достаточно большом разряжении столкновение между молекулами относительно велико, поэтому важную роль играет столкновение молекул со стенками сосуда.
Вакуум- состояние, при котором средняя длина свободного пробега сравнима или больше характерного линейного размера сосуда д, в котором газ находится
В зависимости от соотношения <l> и Д:
•низкий вакуум(<l> намного меньше d)
•средний(<l> меньше или равно d)
•высокий (<l> больше d)
• сверхвысокий(<l> намного больше d)
Газ в состоянии высокого вакуума называется ултраразряженным
Для получения различных степенй разряжения применяются вакуумные насосы
Ван- дер- ваальс в уравнение Клапейрона ввел 2 поправки:
•Учет собственного объема молекул.Наличие сил отталкивания, которые противодействуют проникновению в занятый молекулой объем других молекул, сводится к тому, что фактический свободный объем, в котором могут двигаться молекулы реального газа, будет не Vm, a Vm — b, где b — объем, занимаемый самими молекулами. Объем b равен учетверенному собственному объему молекул.
•. Учет притяжения молекул.Действие сил притяжения газа приводит к появлению дополнительного давления на газ, называемого внутренним давлением.
P’=a/(Vm^2)Где а — постоянная Ван-дер-Ваальса, характеризующая силы межмолекулярного притяжения; Vm — молярный объем.
Вводя эти поправки, получим уравнение Ван-дер-Ваальсадля 1 моль газа (уравнение состояния реальных газов):
|
|
— давление,
— молярный объём,
— абсолютная температура,
— универсальная газовая постоянная.
Где — объём.(для решения задач)
Изотермы реального газа и их анализ .
При некоторой температуре Tк на изотерме имеется лишь одна точка перегиба К.
Состояние с критическими парамет╜рами (pк, Vк, Tк) называется критическим состоянием.
При низких температурах (Т < Tк ) изотермы имеют волнообразный участок, сначала монотонно опускаясь вниз, затем монотонно поднимаясь вверх и снова монотонно опускаясь.
Для пояснения характера изотерм преобразуем уравнение Ван-дер-ваальса к виду
. Вещество в газообразном состоянии при температуре ниже критической называется паром, а пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.
При нескольких условиях могут быть реализованы состояния, изображенные участками ван- дер- ваальсовой изотермы. Это 5-6 и 2-3
Эти неустойчивые состоянияназываются метастабильными.
Участки 2-3 изображают перегретую жидкость, 5-6- насыщенный пар
25. Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачиваемость
Расстояния, при которых силами притяжения между молекулами можно пренебречь, называется радиусом молекулярногодействия(≈10-9м) Результирующая сила, действующая на молекулу А, действуя со стороны жидкости других молекул =0. А результирующая сила молекул поверхностного слоя оказывает на жидкость давление, называемое молекулярным (внутренним)и направлено внутрь жидкости. Суммарная энергия частиц жидкости складывается из энергий их хаотического движения и потенциальной энергии, обусловленной силами молекулярного взаимодействия.
|
|
Для перемещения молекулы из глубины жидкости в поверхностный слой надо затратить работу. Поэтому молекулы поверхностного слоя жидкости обладают большей потенциальной энергией, чем молекулы внутри жидкости. Эта энергия называется поверхностной энергиейи пропорциональна площади слоя △E=σ△S, σ – поверхностное натяжение. Условием устойчивого равновесия жидкости является минимум поверхностной энергии, т.е. жидкость стремится сократить площадь свободной поверхности. Рассмотрим поверхность жидкости. Под действием сил поверхностного натяжения поверхность жидкости сократилась, и рассматриваемый контур переместился в положение, отмеченное штриховой линией. Силы, действующие со стороны выделенного участка на границе с ним, совершают работу △A=f△l△x=f△ Эта работа совершается за счет уменьшения поверхностной энергии
|
|
△А=△Е, σ= f
Поверхностное натяжение равно силе поверхностного натяжения, приходящегося на единицу длины контура ограничивающего поверхность.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1664; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!