Реальные газы. Критические температура и давление

Газообразное состояние вещества. Идеальный газ. Смесь идеальных газов.

Различия между 3-мя агрегатными состояниями определяются расстоянием между молекулами и степенью их взаимодействия.

В газе атомы и молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга, значительно превышающих размеры самих частиц, поэтому силы взаимодействия между частицами очень малы.

В жидкостях расстояние между молекулами сравнительно невелики, а силы сцепления между частицами намного больше, чем в газе.

Жидкости легко принимают любую форму, но оказывают сильно противодействие изменению V. Это указывает на то, что в жидкости значительно проявляют себя силы отталкивания между молекулами.

В твердых телах при очень незначительном расстоянии между молекулами, атомами или ионами, силы отталкивания становятся соизмерными силами притяжения. И в результате взаимодействия обеих сил, при достаточно низких температурах, указанные частицы фиксируются в определенных положениях друг относительно друга, образуя кристаллическую решетку.

Идеальный газ. Газ состоит из молекул, двигающихся прямолинейно (от 1 столкновения до другого) с большой скоростью. Основными свойствами газа является отсутствие формы, малые плотность и вязкость.

Идеальным называется газ, у которого собственный V молекул пренебрежимо мал по сравнению с V, занимаемым газом, и между молекулами которого отсутствует взаимодействие.

Свойства идеального газа описываются уравнением состояния Менделеева-Клапейрона (М-К)

Смесь идеальных газов. Компонентный состав смеси газов может быть выражен в массовых и объемных долях или %, а также в молярных долях.

Т.к. V-ы 1 моля идеального газа при одинаковых условиях, по закону Авогадро, имеют одно и тоже численное значение, то молярные доли газов = V-ой доле

Связь между массовым и объемным, процентным составом имеет вид:

Они тем больше, чем выше Р и ниже Т. Отклонения реальных газов от идеального состояния:

· Силами притяжения между молекулами

· Собственным V молекул

Взаимное притяжение приводит к уменьшению расстояния между молекулами, и вызывает уменьшение V, занимаемого газом.

Действует некоторое добавочное Р, приложенное из вне к газу. Это Р получило название внутреннего. Собственный V уменьшается пространство между молекулами и влияет на длину их свободного пробега. При высоких Р и низких Т расстояние между молекулами газа настолько уменьшается, а силы притяжения настолько увеличиваются, что газ может перейти в жидкое состояние.

Критические температура и давление. Критическая Т (Т_кр) –это максимальная Т, при которой паровая и жидкая фазы могут находиться в равновесии. Выше Т_кр существование жидкой фазы невозможно.

При Т>Т_кр нет различий между газообразным и жидким состояниями. Существует единое аморфное состояние, названное флюидным или мезоморфным.

При Т_кр для сжижения газа требует наиб.давление, которое также называется критическим (Р_кр)

14. Жидкое состояние вещества. Давление насыщенного пара. Испарение и кипение жидкостей. По сравнению с газами внутреннее строение жидкости значительно сложнее, поэтому описание свойств жидкости через уравнение состояния невозможно.

Важные свойства жидкости:

· Давление насыщенного пара

· Т кипения

· Теплота испарения

· Вязкость

· Поверхностное натяжение

Испарение – непрерывный процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.

Кипение – парообразование при Т, когда давление насыщенного пара = внешнему давлению.

Насыщенным называется пар, который находится в равновесии с жидкостью. (Скорость испарения = скорость конденсации)

Давление насыщенного пара зависит от природы жидкости и Т.

15. Вязкость жидкостей. Зависимость вязкости от температуры, давления и природы вещества. Вязкость – внутреннее трение, возникающее между слоями, движущейся жидкости, причиной возникновения трения являются внутренние силы: притяжение между молекулами и хаотическое тепловое движение молекул.

F=М*S du/dx – Закон Ньютона, где М - коэффициент трения, S – площадь, между двумя перемещающимися слоями жидкости, U – скорость движения слоев жидкости, X – расстояние между ними, du/dx – градиент скорости перемещения.

Мерой вязкости служит коэффициент трения– М (или динамическая вязкость)

С увеличение температуры вязкость жидкости уменьшается. При этом увеличивается энергия теплового движения молекул. В результате чего, возрастает число молекул.

С повышением давления, вязкость жидкости увеличивается. Чем сложнее структура молекулы, тем больше влияние давления.

В гомологическом ряду предельных углеводородов, влияние давления на вязкость повышается при увеличении длины углеводородной цепи.

Самое главное влияние на вязкость жидкостей, помимо физических условий (T и P), оказывает их природа (строение и полярность молекул, тип химической связи, межмолекулярное взаимодействие): 1) Вязкость возрастает с увеличением молекулярной массы жидкости., возрастает притяжение молекул друг к другу, поэтому возрастает вязкость. 2) Вязкость жидкости резко возрастает с увеличением электрического момента диполя молекул. 3) Вязкость жидкости зависит от пространственной структуры молекул. Чем сложнее строение молекул, тем вязкость больше.

Дата добавления: 2015-04-24