Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вассерман А.А. -> "Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов" -> 3

Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов - Вассерман А.А.

Вассерман А.А., Рабинович В.А. Теплофизические свойства жидкого воздуха и его компонентов — Москва, 1968. — 239 c.
Скачать (прямая ссылка): teplofizsvoystvjidvozduh1968.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 109 >> Следующая

Промежуточное положение жидкой фазы на поверхности состояния приводит к тому, что жидкость обладает некоторыми свойствами, присущими твердому телу, а также отдельными свойствами газа. Особенности, объединяющие жидкость с твердым телом, ярче проявляются вблизи линии кристаллизации. При температурах, близких к критической, свойства жидкости почти не отличаются от свойств газа, в связи с чем граница между
Л бар
п
--eg g-K-

Жидкая фаза

ГQ300Ot оазная фаза
т
70 80 90 WO UO WO 130 Щ 150 160 Т,°К
Рис. 1. Фазовая диаграмма для аргона.
жидкостью и газом при сверхкритических давлениях в известной мере условна, и вопрос о ее выборе является дискуссионным [6—9]. Жидкость обладает и рядом физических особенностей, которые существенно отличают ее от газа и твердого тела.
Естественно, что сложность физического поведения жидкости неблагоприятно отразилась на развитии ее теории. Если для твердого тела теория опирается на модель идеального кристалла, а для газа использовано в качестве первого приближения понятие идеального газа, то для жидкости пока не удалось создать даже такую упрощенную модель.
Первоначально теория жидкости развивалась на основе представлений об аналогии свойств жидкости и газа. Распространению такого взгляда способствовали идеи Ван-дер-Ваальса, который предложил уравнение состояния, описывающее непрерывный переход от газа к жидкости. Общими признаками для газов и жидкостей являются их изотропность, а также беспорядочное движение частиц, взаимодействующих между собой с силами, природа которых одна и та же.
Более поздние теории основывались на сходстве некоторых свойств жидкостей и твердых тел в области, примыкающей к линии кристаллизации. В пользу этих теорий могут быть приведены следующие соображения. Незначительное изменение плотности жидкости при изменении давления можно рассматривать как свидетельство сохранения определенного размещения частиц, что подтверждается рентгенографическими исследова-
8
ниями. Жидкость, как и твердое тело, способна оказывать сопротивление растягивающим усилиям. Для большинства веществ теплота плавления меньше теплоты испарения при тех же давлениях (за исключением давлений, близких к критическому). Последнее обстоятельство свидетельствует о том, что для дисгрегации молекул твердого тела при переходе в жидкое состояние необходимо меньше энергии, чем при фазовом переходе жидкость—пар. Теплоемкость веществ при плавлении изменяется незначительно, что дает основания предполагать сходство характера теплового движения частиц в жидкости вблизи линии кристаллизации и в твердом теле. Согласно Я. И. Френкелю [10], тепловое движение частиц жидкости представляет собой импульсные смещения из одних временных положений равновесия в другие и тепловые колебания вокруг этих положений.
1°к
220 200 WO WO
то
120 WO 80
8 Г 7 %
/ / у ? 4 f у
/ і/ у
У






IU
ь
I I
I !
ъ і
0 2 4 6 8 W W rf i? 18 UM3Id Рис. 2. Диаграмма v—T для аргона.
В связи с рентгенографическими исследованиями структуры жидкостей развились две теории их строения: псевдокристаллическая и микрокристаллическая. Согласно первой теории расположение молекул в жидкости в некоторой мере подобно расположению их в кристалле. Однако по мере удаления от молекулы, принятой за исходную точку при оценке закономерности расположения, наблюдаются все большие отклонения от правильного чередования молекул. Вследствие непрерывного движения молекул в псевдокристаллической решетке образуются места, не занятые молекулами. Согласно микрокристаллической теории жидкость состоит из комплексов, образованных несколькими десятками или сотнями молекул. Эти комплексы непрерывно меняют положение, распадаются и вновь образуются, и определенная молекула последовательно входит в состав различных комплексов. -
Отметив некоторые особенности жидкостей, целесообразно рассмотреть их термодинамическое поведение с позиций статистической физики, которая в принципе дает все необходимое для получения уравнения состояния. Однако вследствие неполноты знания законов межмолекулярного взаимодействия и существенных математических трудностей невозможно решить проблему чисто теоретическими методами. Вместе с тем теория дает сведе-
9
ния о рациональной форме уравнения состояния, и применительно к нашей задаче это является исключительно важным.
Известно, что зависимость давления от температуры и объема можно определить дифференцированием выражения для свободной энергии:
P
где N — число частиц в объеме V.
Свободная энергия системы связана со статистическим интегралом Zn фундаментальным уравнением
F = — kT In Zn, (2)
где k — постоянная Больцмана.
Положения статистической механики приводят к выражению:
Zv^ТТГ J ехр [— H(kTP) ] dxi'dr2X ' • • xdxN-dpn-dp21x • • • Xdp?Ni (3)
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 109 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed