Page 87 - 6375
P. 87
Велику цивілізацію не здолати ззовні,
поки вона не зруйнує себе з середини.
Віл Дюрант
Лекція 17. Реальні гази
17.1. Сили та потенціальна енергія міжмолекулярної взаємодії.
17.2. Рівняння Ван-Дер-Ваальса.
17.3. Теоретичні та експериментальні ізотерми реальних газів.
17.4. Критична температура, критичні параметри.
17.5. Метастабільні стани.
17.6. Внутрішня енергія реального газу.
17.7. Ефект Джоуля-Томпсона та його застосування для зрідження газів.
17.1. Сили та потенціальна енергія міжмолекулярної взаємодії. Закони ідеальних
газів підтверджуються на досліді, коли тиск газу малий і температура не дуже низька. При
розгляді реальних газів необхідно враховувати власний об’єм молекул і сили
міжмолекулярної взаємодії.
На близьких відстанях між молекулами переважає сила відштовхування (рис. 1), а
в
на більш далеких – сила взаємного притягання ( > 0, а < 0). Сили відштовхування і
в
п
п
1 1
притягання мають такі залежності: ~ ≥ 9; = 9 − 15 ; ~ = 7 . Результуюча
в
п
сила взаємодії = + . При = = 0. Для > переважають сили притягання, а
п
0
0
в
при < – сили відштовхування. Таким чином, – рівноважна відстань між молекулами,
0
0
на якій вони знаходилися б при відсутності теплового руху, що порушує цю рівновагу.
Сили міжмолекулярної взаємодії короткодіючі – вони проявляються на віддалях
−9
близько 10 м і називаються ван-дер-ваальсовими силами.
Розрізняють такі типи сил Ван-дер-Ваальса: дипольні орієнтаційні сили Кеєзома,
індукційні сили Дебая, дисперсійні сили Лондона.
Частіше замість поняття сил взаємодії молекул () користуються поняттям
потенціалу міжмолекулярної взаємодії (), тобто потенціальної енергії взаємодії. Звичайно,
ці величини пов’язані між собою наступним чином:
= − , = − .
