Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Агрегатные состояния вещества. Характер теплового движения в этих состояниях. Особенности теплового движения в различных агрегатных состояниях вещества.

Читайте также:
  1. A) объект, характеризующийся именем, значением и типом
  2. A) Продукт интеллектуальной деятельности квалифицированных специалистов различных профессиональных групп
  3. A) Сервис Параметры Вид Отображать Строка состояния команд меню
  4. A) часть его интерфейса, обеспечивающая переход к выполнению различных операций над текстом
  5. CASE-средства. Общая характеристика и классификация
  6. Grand sissonne owerte без продвижения
  7. Grand sissonne owerte без продвижения
  8. I. Декларация-заявка на проведение сертификации системы качества II. Исходные данные для предварительной оценки состояния производства
  9. I. Особенности формирования отраслевой системы оплаты труда работников учреждений здравоохранения
  10. II. Особенности учета операций по осуществлению функций главного распорядителя, распорядителя и получателя средств федерального бюджета

Одним из важнейших параметров, ха­рактеризующих молекулу, является минимальная потенциальная энер­гия взаимодействия Силы притяжения, действующие между молекулами стремятся сконденсировать вещество, т. е. сблизить его молекулы до расстояния r0, когда их потенциальная энер­гия взаимодействия минимальна и равна но этому сближению препятствует хаотическое тепловое движение молекул. Интенсивность этого движения определяется средней кинетической энергией моле­кулы, которая имеет порядок kT, где k – постоянная Больцмана. Агрегатные состояния вещества существенным образом зависят от соотношения величин и kT.

Предположим, что температура рассматриваемой системы молекул столь высока, что

kT >> В этом случае интенсивное хаотическое тепловое движение мешает силам притяжения соединить мо­лекулы в агрегаты из нескольких частиц, сблизившихся до расстояния r0: при соударениях большая кинетическая энергия молекул будет легко разбивать эти агрегаты на составляющие молекулы и, таким образом, вероятность образования устойчивых агрегатов будет как угодно малой. В этих обстоятельствах рассматриваемые молекулы, очевидно, будут находиться в газообразном состоянии.

Если температура системы частиц очень низкая, т. е. kT << молекулам, действующими силами притяжения, тепловое движение не может помешать приблизиться друг к другу на расстояние близкое к r0в определенном порядке. При этом система частиц будет находить­ся в твердом состоянии, а небольшая кинетическая энергия теплового движения вынудить молекулы совершать беспорядочные малые ко­лебания около определенных положений равновесия (узлов кристал­лической решетки).

Наконец, при температуре системы частиц, определяемой из приближенного равенства kT кинетическая энергия тепло­вого движения молекул, величина которой примерно равна потенциаль­ной энергии притяжения, не сможет переместить молекулу на расстоя­ние, существенно превышающее r0. В этих условиях вещество будет находиться в жидком агрегатном состоянии.

Таким образом, вещество, в зависимости от своей температуры и величины присущей данному сорту составляющих его молекул, будет находиться в газообразном, твердом или жидком состоянии.

При нормальных условиях расстояние между молекулами в газе в десятки раз (см. пример 1.1) превышают их размеры; большую часть времени они движутся прямолинейно без взаимодей­ствия и только значительно меньшую часть времени, когда находят­ся на близких расстояниях от других молекул, взаимодействуют с ними, меняя направление своего движения. Таким образом, в газо­образном состоянии движение молекулы выглядит так, как схематич­но показано на рис.7, а.



В твердом состоянии каждая молекула (атом) вещества находит­ся в равновесном положении (узел кристаллической решетки), возле которого она совершает малые колебания, причем направление (к при­меру, аа' на рис. 7, б) и амплитуда этих колебаний случайно изменяются (к примеру, на направление bb') через время, значительно большее периода этих колебаний; частоты колебаний молекул в общем случае неодинаковы. Колебания отдельной молекулы твердого тела в общих чертах представ­лена на рис. 7, б.

Молекулы твердого тела упакованы так плотно, что расстояние между ними примерно равно их диаметру, т.е. расстоянию r0 на рис. 3. Известно, что плотность жидкого состояния примерно на 10 % меньше плотности твердого, при прочих равных условиях. Поэтому расстояние между молекулами жидкого состояния нес­колько больше r0. Учитывая, что в жидком состоянии молекулы об­ладают еще и большей кинетической энергией теплового движения, следует ожидать, что, в отличие от твердого состояния, они могут, совершая колебательное движение, достаточно легко менять свое местоположение, перемещаясь на расстояние, существенно не превышаю­щее диаметр молекулы. Траектория движения молекулы жидкости приблизительно выглядит так, как схематически показано на рис. 7, в. Таким образом, движение молекулы в жидкости сочетает в себе посту­пательное движение, как это имеет место в газе, с колебательным, что наблюдается в твердом теле.



Несмотря на неодинаковый характер движения молекул в различ­ных агрегатных состояниях, общим является случайность, непредска­зуемость этих движений. Средняя кинетическая энергия этих беспоря­дочных движений определяет тепловое состояние вещества, его темпе­ратуру.


Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 43; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Молекулярные силы | Понятие вероятности. (Частотное и априорное определения вероятности события.)
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2018 год. (0.009 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты