2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 2

Формула (3) позволяет определить число п молекул в единице объема при заданных значениях р и Т.

Произведение шпг представляет собой плотность газа р, тогда

или

Кинетическая энергия молекулы

Уравнение состояния идеального газа имеет вид

где R— универсальная газовая постоянная (R = i8,32 • 103 Дж/кмоль °С).

Идеальный газ — это газ, в котором отсутствуют силы взаимодействия между частицами, рассматриваемыми как материальные точки, а столкновения между отдельными частицами происходят по закону упругого удара. Реальные газы в различной степени отличаются от идеального; в ряде случаев их состояние описывается уравнением Ван-дер-Ваальса

где а и b — постоянные.

Однако и уравнение Ван-дер-Ваальса, как правило, может применяться лишь для качественной характеристики процессов, происходящих в реальных газах.

Статистическая механика дает в принципе все необходимое для полного решения проблемы нахождения уравнения состояния реальных газов. С помощью статистического метода можно определить соотношение между давлением р, объемом V и температурой T реального газа, если известен за-

кон взаимодействия между молекулами газа. Межмолекулярные взаимодействия приводят в определенных условиях к объединению молекул газа и пара в группы или комплексы, которое далее-будем называть ассоциацией. Ассоциация молекул происходит в результате действия сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей.

На возможность ассоциации молекул в газах указывали многие исследователи (Ильин, Натансон, Дюринг, Лерэ, Ван-дер-Ваальс и др.). Нернст также предполагал, что еще до насыщения в перегретом паре присутствуют не только простые, но и сложные молекулы. Комплексные частицы не являются только формальным понятием, но имеют непосредственный физический смысл, поскольку каждая из таких частиц ведет себя в кинетическом отношении как самостоятельная молекула.

Согласно Майеру [31 ] давление такого газа может быть выражено суммой

(4)

взятой по всем образованным молекулами частицам. Здесь /Л/— число ассоциированных частиц, содержащих I молекул. Майер исходит из самых общих статистических соображений и, не вводя в начале своих рассуждений предположения об ассоциации молекул, находит, что давление газа определяется соотношением (4), т. е. приходит к результату, который прямо следует из гипотезы об ассоциации.

Уравнения состояния, построенные с учетом ассоциации, описывают процессы в газах с большой точностью. Это объясняется тем, что присутствие комплексных молекул является одной из причин отклонений в поведении реальных газов по сравнению с идеальным газом. При сложных столкновениях может случиться, что молекулы после соударения не смогут преодолеть силы притяжения и будут двигаться совместно. Такой комплекс может быть достаточно устойчивым.

 

Другие части:

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 1

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 2

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 3

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 4

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 5

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 6

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 7

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 8

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 9

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 10

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 11

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 12

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 13

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 14

2. Основные положения молекулярной теории разреженных газов. Часть 15