Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Учет сил отталкивания между молекулами




Если мы возьмем уравнение состояния идеального газа для 1 моля, то

, (5.1)

где под подразумевается объем сосуда, в котором заключен газ. Этот объем доступен всем молекулам газа, движущимся в этом сосуде, поскольку молекулы идеального газа не имеют собственного объема и не мешают двигаться друг другу. В действительности же, в газе молекулы не могут занимать весь объем, так как каждая молекула занимает определенную часть сосуда и это часть недоступна для других молекул. Чтобы учесть это, надо из объема сосуда вычесть ту его часть, которая недоступна для движения молекул. Обозначим его через . Тогда уравнение (5.1) примет вид:

. (5.2)

Отсюда

. (5.3)

Из этого выражения следует, что при , т.е. представляет тот предельный объем, который занял бы газ при бесконечно большом давлении.

Вычислим постоянную . Молекулы не могут сближаться на расстояние, равное нулю даже при бесконечном давлении. Между молекулами существуют силы отталкивания, которые мешают приближаться на расстояние меньше, чем . Это минимальное расстояние определяется размерами молекул. Учет размеров молекул означает учет сил отталкивания между частицами.

Предположим, что молекулы представляют твердые шарики. Представим себе сосуд в форме куба, объем которого V (рис.1). Сторона куба равна . Пусть диаметр молекулы равен d, а радиус d/2. Допустим, что в нашем кубе содержится одна молекула. Для движения ее центра доступен весь объем сосуда за исключением слоя толщиной r. Это означает, что центр молекулы будет двигаться свободно в объеме . Введем еще одну молекулу. Эти молекулы могут приблизиться друг другу не ближе, чем d, т.е. недоступный объем увеличится на . Следовательно, для любой из двух молекул оказывается доступным объем, равный

.

Для одного моля, состоящего из молекул, каждая из них будет иметь возможность двигаться в объеме

. (5.4)

При этом расчете мы не учли то обстоятельство, что в каждом акте сближения участвуют две молекулы. Для каждой из них существенна не вся запретная сфера, окружающая вторую участницу сближения, а только та ее половина (полусфера), которая обращена к ней. Если применять это к любой паре из всех молекул, то в выражении (5.4) вместо необходимо написать . Тогда свободным для любой молекулы окажется объем

.

Обычно диаметр молекулы , поэтому, пренебрегая по сравнению с имеем:

.

Эта и есть та величина , которую мы поставили в уравнение состояния (5.2). Следовательно,

.

Таким образом, поправка равна учетверенному объему молекул одного моля газа.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 701 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Настоящая ответственность бывает только личной. © Фазиль Искандер
==> читать все изречения...

2307 - | 2030 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.