Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Критерии различных агрегатных состояний вещества

Твёрдые тела. Сила и потенциаль ная энергия межмолекулярного взаимодействия при рассмотрении реальных газов, т.е. газов, свойства которых зависят от взаимодействия моле кул, надо учитывать силы межмолекулярного взаи мод. Они короткодействующие и проявляются на расстоянии меньше 10-9ст. м. На расстоянии r = r0 силы притяжения и отталкивания равны. r0 соот ветствует равновесному расстоянию между моле кулами на которых бы они находились в отсутствии теплового движения.При r<r0 преобладают силы отталкивания, при r>r0 преобладают силы притяже ния. Из приведённой потенциальной кривой следу ет, что система из двух взаимодействующих молекул в состоянии устойчивого равновесия (r = r0) обладает минимальной потенциальной энергией. Критерии различных агрегатных состояний вещ-ва:

nmin<<kT(в-во находиться в газообразном состоянии)nmin=kT(в-во в жидком состоянии)

nmin>>kT(в-во в твердом состоянии)

71 Уравнение Ван-дер-Вальса. Учет собственного оъема молекул. Учет притяжения молекул.

Объем одного моля реального газа V_m-b, где b-об ъем занимаемый самими молекулами. b равен учетверенному собственному объему молекул. Де йствие сил притяжения между молекулами газов приводит к появлению дополнительного давления на газ - внутреннее давление. P=a/V²_m-внутреннее дав ление обратно пропорционально квадрату моляр ного объема, а-постоянная Ван-дер-Вальса, хара ктеризующая силы молекулярного притяжения. Ур авнение Ван-дер-Вальса (P-a/V²_m)*(V_m-b)=RT-для одного моля реального газа; PV_m=RT-для одного моля идеального газа. Поправки Ван-дер-Вальса a и b постоянные для каждого газа величины.

72 Изотермы Ван-дер-Вальса и их анализ. Изотермы Ван-дер-Вальса-кривые опре деляющие зависимость давления от молекулярного объема при заданных температурах для одного моль газа. При некоторой температуре Т_крит на изотерме появляются точки перегиба, в них касательная параллельна оси абсцисс. Точка К- критическая. Давление и объем в этой точке называются кри тическими. Изотерма реального газа отличается от изотермы идеального газа только некоторым искажением формы. При низкой температуре изотермы имеют волнообразный участок. Сначала монотонно опускаясь, затем монотонно поднима ясь. При одной Т (Т<Т_крит) одному значению Р может соответствовать три значения объема V₁,V₂,V₃,а при Т>Т_крит только одно значение объема. В критической точке К все три корня (объема) совпадают и равны объему при Т_крит. Р(V-V_крит)³=0.Рассмотрим одну из изотерм. При T<T_крит На участке 765 при уменьшени объема давление возрастает, аналогично на участ ке 321.На участке 543 объем уменьшается, а дав ление должно увеличиваться. Наличие участка 3-5 означает, что при постепенно изменяемом объ еме вещество не может оставаться виде одноро дной среды. Т.е. в некоторый момент времени происходит распад вещества на две фазы. Т.к. истинная изотерма –ломанная 1-7, то в состояниях соответствующих кривой 2-6 наблюдается равно весие жидкости и газа. Если через крайние точки горизонтальных участков семейства изотерм про вести линию, то получится колоколообразная кри вая, которая ограничивает область двухфазных со стояний вещества – эта кривая и критическая изо терма делит диаграмму PV под изотермой на три области. Пар- это вещество находящееся в газо образном состоянии при Т<Т_крит. Насыщенный пар- пар находящийся в равновесии со своей жидкос тью. Пар отличается от остальных состояний тем, что при изотермическом сжатии, его можно под вергнуть сжижению. Газ при Т>Т_крит не может быть превращен в жидкость не при каком давлении.