Тема 5. Реальные газы. Жидкости. Твердые тела §5.1. Модель реального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса

F r r0r0 0 Модель идеального газа Модель реального газа F взаимодействие упругим ударом

F r r0r0 0 Модель реального газа F взаимодействие упругим ударом

Сила взаимодействия F и потенциальная энергия взаимодействия E р двух молекул

Модель Ван-дер-Ваальса Уравнение Ван-дер-Ваальса Ван-дер-Ваальс (van der Waals) Ян (1837 – 1923) Модель идеального газа:

Тема 5. Реальные газы. Жидкости. Твердые тела §5.2. Конденсация реального газа. Изотермы Ван-дер-Ваальса

p V изотермы реального газа QQQ рр = const Изотермы реального газа T2T2 T1T1 T 2 >T 1

Водяной пар (1) и вода (2). Молекулы воды увеличены примерно в 5·10 7 раз.

p V Т кр T >T кр T < T кр K I II III область II – двухфазная система «жидкость + насыщенный пар», Область I – жидкость, область III – газообразное вещество. K – критическая точка

p V p кр V кр Т кр Изотермы Ван-дер-Ваальса K площади равны (правило Максвелла)

Тема 5. Реальные газы. Жидкости. Твердые тела §5.3. Область двухфазных состояний. Равновесие фаз. Критическое состояние

p V Т кр K I II III V газ VжVж T T кр ρ кр ρжρж ρгρг В двухфазном состоянии II: ρ

Тема 5. Реальные газы. Жидкости. Твердые тела §5.4. Область двухфазных состояний. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса

Определение: теплота, идущая на изменение фазового состояния вещества, называется теплотой фазового превращения или скрытой теплотой перехода

p V V1V1 V2V2 p p-dp δQ=0 T T-dT Q2Q2 Q1Q1 - уравнение Клапейрона - Клаузиуса Клаузиус (Clausius) Рудольф Юлиус Эмануэль (1822 – 1888) Клапейрон (Clapeyron) Бенуа Поль Эмиль (1799 – 1864) цикл Карно скрытая теплота парообразования

- уравнение Клапейрона - Клаузиуса p V V1V1 V2V2 p - зависимость давления насыщенного пара от температуры

Тема 5. Реальные газы. Жидкости. Твердые тела §5.5. Тройная точка. Диаграмма состояния

Диаграмма состояния Тв Ж Газ Кривая плавления Кривая испарения Кривая сублимации V=const

р Т К Тр Тв Ж Газ 1 2

Тема 5. Реальные газы. Жидкости. Твердые тела §5.6. Дырочная модель жидкости

В кристаллах – дальний порядок В жидкостях – ближний порядок микрополости – «дырки» (~ 10% V)

τ – время оседлой жизни τ 0 – средний период колебаний молекул около положения равновесия W – энергия активации τ/ τ 0 ~ τ ~ c 1. t >> τ - перескоки в сторону действия силы: текучесть жидкости. 2. t

Тема 5. Реальные газы. Жидкости. Твердые тела §5.7. Кристаллы. Классическая теория теплоемкости кристаллов. Закон Дюлонга-Пти

Кристаллическая решетка поваренной соли

Простые кристаллические решетки: 1 – простая кубическая решетка; 2 – гранецентрированная кубическая решетка; 3 – объемноцентрированная кубическая решетка; 4 – гексагональная решетка.

Движение атомов в кристалле x y z

x y z Движение атомов в кристалле

F r - закон Дюлонга – Пти Дюлонг Пьер Луи (1785 – 1838) Пти Алекси Терез (1791 – 1820)

3R T, K c - закон Дюлонга – Пти ~ Т 3 эксперимент

Конец темы