Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь

Силы межмолекулярного взаимодействия




Модель идеального газа позволяет описывать поведение реальных газов только при низких давлениях и высоких температурах. Понижение температуры и повышение давления приводит к уменьшению среднего расстояния между молекулами и поэтому в этом случае необходимо учитывать объем молекул и взаимодействие между ними.

1.Объем молекул. В 1 м3 газа при нормальных условиях находится 2.68.1025 молекул, занимающих объем 10-4 м3 (радиус одной молекулы 10-10 м) - т.е. объемом молекул по сравнению с объемом газа можно пренебречь. Однако, например, при давлении 500 Мпа (1 атм=101.3 кПа) объем молекул составляет половину объема всего газа и пренебречь объемом молекул уже нельзя.

F Fo

 

 

F

r

 

Fп Рис.1.

 

Wp

 


ro

r

 

 

2.Между молекулами вещества существуют короткодействующие силы притяжения Fп (они считаются отрицательными) и силы отталкивания Fo (они считаются положительными). На рис.1 эти силы показаны вместе с равнодействующей F- видно, что при расстоянии между молекулами r = ro результирующая сила F = 0; расстояние ro отвечает равновесному расстоянию, на котором они находились бы в отсутствии теплового движения. При r < ro преобладают силы отталкивания, при r > ro преобладают силы притяжения. На расстояниях r > 10-9 м межмолекулярные силы практически отсутствуют (F = 0).

Когда молекулы находятся далеко друг от друга (r >> ro), то они не взаимодействуют между собой и потенциальная энергия взаимодействия молекул Wp = 0 (рис.1). При постепенном сближении молекул между ними появляются силы притяжения (F < 0), которые совершают положительную работу dA = Fdr >0 и потенциальная энергия взаимодействия молекул Wp уменьшается на величину -dWp = dA = Fdr. При r = ro потенциальная энергия Wp достигает минимума, а при дальнейшем уменьшении r она начинает резко возрастать из-за появления сил отталкивания (F > 0) и становится положительной (рис.1). Таким образом, из потенциальной кривой на рис.1 следует, что система из двух взаимодействующих молекул в состоянии устойчивого равновесия (r = ro) обладает минимальной потенциальной энергией Wpmin.



Критерием различных агрегатных состояний вещества является соотношение между величинами Wpmin и kT:

Wpmin - равна работе, которую необходимо совершить против сил притяжения для того, чтобы разъединить молекулы;

kT - равна удвоенной кинетической энергии, приходящейся на одну степень свободы теплового движения молекул.

Если Wpmin << kT, то вещество находится в газообразном состоянии, т.к. тепловое движение молекул препятствует соединению молекул.

Если Wpmin >> kT, то вещество находится в твердом состоянии, т.к. тепловое движение молекул не препятствует соединению молекул, которые находятся на расстоянии ro и не могут двигаться в пространстве.

Если Wpmin » kT, то вещество находится в жидком состоянии, т.к. тепловое движение молекул не препятствует соединению молекул, но сами молекулы могут меняться местами друг с другом.





Читайте также:





Читайте также:
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...

©2015 megaobuchalka.ru Все права защищены авторами материалов.

Почему 3458 студентов выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.004 сек.)