Строение реальных веществ

Законы идеальных газов (ИГ) – приближенные законы. При описании реальных газов, в отличие от ИГ, для получения действительных значений параметров состояния необходимо учитывать собственный объем молекул и межмолекулярное взаимодействие. Особенно заметно различие измеряемых значений параметров реальных газов и получаемых из уравнения Менделеева–Клапейрона при низких температурах и высоких давлениях (высокой концентрации, а следовательно, собственном объеме молекул газа, сравнимом с объемом занимаемого сосуда).

Способность твердых тел (ТТ) сопротивляться растяжению и газов сопротивляться сжатию приводит к выводу о существовании сил взаимного притяжения и отталкивания между молекулами вещества, причем на малых расстояниях преобладают силы отталкивания, а с увеличением расстояния – силы притяжения. Данные силы являются короткодействующими. Радиус их действия ориентировочно ~10^{-9 м, т.к. нельзя говорить о равенстве сил взаимодействия нулю вне сферы молекулярного действия, а лишь об их сравнительно малом значении (быстро,} ~r ^-7, убывают с увеличением расстояния, см. рис. 13.1, а). Так как изменение потенциальной энергии

,

то

.

Рис. 13.1

Графически зависимость W_n(r) представлена на рис. 13.1, б. При условии

(13.1)

осуществляется состояние равновесия, которое характеризуется минимумом потенциальной энергии. В общем случае в природе система всегда стремится перейти в состояние, характеризуемое минимальной энергией.

Как известно, на одну степень свободы приходится энергия kT /2. Величина kT служит своеобразным критерием определения агрегатного состояния вещества: для газов W_n<<kT (интенсивное тепловое движение молекул), для ТТ W_n>>kT (атомы достаточно жестко фиксированы, лишь колеблются в узлах кристаллической решетки), для жидкостей W_n»kT (молекулы колеблются у одного положения равновесия в течение так называемого времени оседлой жизни и перескакивают из него в другое, что подтверждается броуновским движением).

Дата добавления: 2015-06-04