ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные допущения. 96. Закон Бойля. 97. Закон Гей-Люссака и средняя кинетическая энергия. 98. Закон Авогадро. 99. Закон распределения скоростей Максвелла из "Физическая химия Том 1 Издание 5" При больших расстояниях (малые плотности тел) силы взаимодействия между молекулами недостаточно велики для того, чтобы лишить эти молекулы возможности самостоятельного поступательного движения. Это соответствует газообразному состоянию, при котором объем тела может принимать какие-угодно размеры. [c.117] При увеличении плотности силы притяжения настолько увеличиваются, что молекулы теряют способность перемещаться независимо одни от других и при движении не могут значительно удаляться одна от другой. Тело легко меняет свою форму, но сильно сопротивляется изменению объема. Это отвечает жидкому состоянию. [c.117] При очень малых расстояниях между молекулами сильно возрастают силы отталкивания, становящиеся соизмеримыми с силами притяжения в результате взаимодействия обеих сил молекулы фиксируются в определенных положениях друг относительно друга, образуя кристаллическую решетку, характерную для твердого состояния. [c.117] Эта общая грубая характеристика трех агрегатных состояний будет ниже детализована. Ниже будет также показано, что не всегда можно наблюдать резкую границу между тремя состояниями. [c.117] На практике всегда наблюдаются отклонения от идеального состояния, которые тем более велики, чем больше плотность газа, т. е. чем ближе друг к другу его частицы и чем сильнее взаимодействие между ними (реальные газы). [c.117] Физическое состояние некоторого количества любого газа характеризуется тремя величинами температурой Т, давлением р и объемом V. Эти величины связаны между собой определенным соотношением, которое называется уравнением состояния f (р, V, Т) = 0. Уравнение состояния идеального газа вытекает из трех законов законы Бейля, Гей-Люссака и Авогадро, которые мы прежде всего и рассмотрим. [c.118] Законы Бойля и Гей-Люссака точны лишь для идеальных газов. Реальные газы им следуют тем точнее, чем меньше их плотность, т. е. чем ниже давление и выше температура. [c.119] Если бы можно было охладить идеальный газ ниже Г = О при постоянном давлении, то он имел бы отрицательный объем, что физически бессмысленно. Само по себе это еще не указывает на то, что абсолютный нуль есть наинизшая возможная температура, так как любой газ перестает быть идеальным еще значительно раньше, чем будет достигнуто такое охлаждение. Однако, второе начало термодинамики приводит к тому же заключению об абсолютном нуле, как низшем пределе температуры, не связывая этот вывод с тем, является ли охлаждаемое вещество идеальным газом или другим телом ( 240)-. Вместе с тем теорема Нернста указывает на недостижимость абсолютного нуля, охлаждение до которого требовало бы затраты бесконечно большой работы ( 284). [c.119] Ниже будет показано, что абсолютная температура измеряет среднюю энергию движения молекул в телах и пропорциональна последней, а абсолютный нуль — это та температура, при которой всякое поступательное движение молекул (кроме нулевых колебаний, 33) прекращается. [c.119] Закон Авогадро сыграл огромную роль в развитии химии, так как он впервые привел к точному разграничению между атомами и молекулами, а также к возможности достоверного нахождения атомных и молекулярных в сов. [c.119] Это — одна из основных закономерностей физической химии, замечательная полным отсутствием в ней специфических параметров, зависящих от природы газа. [c.120] Так как 1 э = 2,390-10- кал, то в тепловых единицах / =8,313 10 2,390 10 - = 1,9865 кал град. [c.120] Из всех этих данных видно, что R имеет размерность энергии деленной на градус i. Действительно, диференцируя (35) при р= onst., имеем pdv = RdT, т. е. R равна работе изобарического расширения pdv при повышении температуры на 1° dT =1). [c.121] Для приближенных расчетов, принимая во внимание неточность газовых законов, достаточно положить R = 0,0820 л-ат1град.. или 2 кал/ град. [c.121] Закон Дальтона такой же предельный закон, как и только что упомянутые. При увеличении давления и понижении температуры молекулы настолько сближаются, что начинают друг с другом взаимодействовать. [c.123] Кинетическая теория идеального газа строится на нескольких очень простых допущениях. [c.124] Первое из них заключается в том, что каждый газ представляет собой собрание однородных, шарообразных, совершенно упругих молекул. [c.124] Второе — что эти молекулы находятся в состоянии непрерывного посту пателького движения (тепловые движения). Если две молекулы при полете сталкиваются, то удар подчиняется законам ударов упругих шаров (сохранение импульсов и энергии). [c.124] Третье допущение состоит в том, что молекулы друг на друга не действуют до тех пор, пока не столкнутся. Поэтому в промежутке между двумя столкновениями молекулы движутся прямолинейно. [c.124] Вернуться к основной статье