я не дуже сильно стиснутих газів. Тим не менш, це рівняння дозволяє описати ряд важливих особливостей реальних газів, наприклад, перетворення газу в рідину. Відзначимо, що при малих значеннях параметрів a і b рівняння Ван-дер-Ваальса переходить в рівняння Клапейрона-Менделєєва
.
. Аналіз рівняння Ван-дер-Ваальса
Досліджуємо рівняння Ван-дер-Ваальса, записане для одного благаючи
.
Для простоти індекс т ми опускаємо. Запишемо це рівняння у вигляді многочлена за ступенями V. Отримаємо
.
На площині PV при фіксованих значеннях температури Т це рівняння описує сукупність кривих, званих ізотермами Ван-дер-Ваальса. На графіку показаний ряд таких ізотерм, отриманих при різних температурах. При високих температурах ізотерма Ван-дер-Ваальса близька до ізотермі ідеального газу, при зниженні температури форма кривих змінюється.
Існує температура, при якій на кривій є одна точка перегину (точка К). Ця температура називається критичною. Тиск і об'єм, які відповідають цій температурі, також називаються критичними. Нижче ми визначимо значення критичних параметрів.
Розглянемо більш детально одну з ізотерм при температурі нижче критичної. Графік цієї ізотерми показаний нижче.
На ділянках 1-3 і 5-6 при збільшенні обсягу тиск падає, а на ділянці 3-5 із збільшенням обсягу тиск збільшується. Така залежність в дослідах не спостерігається. Насправді на цій ділянці відбувається конденсація газу і з'являється рідка фаза. Поява рідкої фази відбувається на відрізку 2-6, де в точці 6 фаза повністю газоподібним, а в точці 2 - повністю рідка. Між цими точками існують обидві фази. Експеримент показав, що ізотерма стиснення газу відбувається по лініі7-6-2-1, причому на ділянці 6-2 відбувається конденсація газу при постійному тиску.
При критичній температурі рівняння ізотерми повинно мати вигляд
або
.
Порівнюючи коефіцієнти при однакових ступенях V в цьому рівнянні і в рівнянні Ван-дер-Ваальса, можна виразити критичні термодинамічні параметри через параметри Ван-дер-Ваальса
.
З'єднаємо точки зламу ізотерм гладкої кривої. Вся PV область розділилася на 3 частини: газова, рідка і змішана фази. Під колоколообразной кривої співіснують рідка і газоподібна фази.
. Тверді тіла
Тверді тіла утворюються за рахунок сильного міжмолекулярної взаємодії. Ця взаємодія пов'язує між собою всі атоми і молекули і змушує їх утворювати певну кристалічну структуру. Для вивчення кристалічних структур різних твердих тіл створений спеціальний розділ фізики - кристалографія. Ми тут розглянемо найпростіші кристалічні структури і деякі термодинамічні властивості твердих тіл.
Фізичні і механічні властивості кристалів залежать не тільки від хімічних елементів, складових кристал, але і від їх розташування. Так, наприклад, кристали м'якого матеріалу - графіту і кристали надтвердого матеріалу - алмазу утворені атомами вуглецю. Різниця між цими кристалами полягає тільки в розташуванні атомів у кристалічній решітці. В принципі, графіт можна перетворити в алмаз, якщо призвести відповідне фазовий перетворення.
Багато метали мають порівняно прості кристалічні решітки. З них можна виділити ГЦК, ОЦК і гексагональну структури. Ці кристаліч...
