Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ландау Л.Д. -> "Курс общей физики. Механика и молекулярная физика" -> 55

Курс общей физики. Механика и молекулярная физика - Ландау Л.Д.

Ландау Л.Д., Ахиезер А.И., Лифшиц Е.М. Курс общей физики. Механика и молекулярная физика — МГУ, 1962. — 405 c.
Скачать (прямая ссылка): kursobsheyfiziki1962.djvu
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 136 >> Следующая


ДАВЛЕНИЕ

163

однако, отнюдь не означает, что прекращается всякое вообще движение частиц внутри тела. Согласно квантовой механике движение частиц никогда не прекращается полностью. Даже при абсолютном нуле должно сохраниться некоторое колебательное движение атомов внутри молекул, или колебания атомов вокруг узлов кристаллической решетки твердого тела. Это движение — его называют нулевыми колебаниями — представляет собой квантовое явление. Энергия этого движения является характерной величиной для «квантовости» того или иного объекта. Сравнение энергии теплового движения частиц с энергией их «нулевого» движения может служить критерием применимости классической механики; последняя пригодна для описания теплового движения частиц, если его энергия достаточно велика по сравнению с «нулевой энергией».

Наиболее ярким примером «нулевого движения», полностью сохраняющегося и при абсолютном нуле, является движение наиболее легких частиц — электронов — в атомах. Внутриатомное движение электронов всегда имеет чисто квантовый характер. Благодаря его сравнительно большой энергии температура тела лишь в крайне незначительной степени влияет на него. Лишь при очень высоких температурах, достигающих многих тысяч градусов, тепловое движение атомов существенно сказывается на их электронных оболочках.

§51. Давление

Благодаря тепловому движению своих частиц газ (или жидкость) оказывает давление на стенки заключающего его сосуда. Молекулы газа, сталкиваясь со стенками сосуда, передают им некоторый импульс, изменение же импульса тела (за 1 сек) определяет действующую на него силу.

Если отнести силу, действующую со стороны газа (или жидкости), к единице поверхности стенки, то мы получим величину давления, оказываемого на стенку сосуда.

Мы будем обозначать давление буквой р. Размерность давления есть размерность силы, деленной на размерность площади. Ее можно представить в различных видах

г , дин_эрг__ г

L'J CMi см3 см-сек2

6* 164

ТЕПЛОТА

[гл. VII

Обратим, в частности, внимание на то, что размерность давления совпадает с размерностью энергии, отнесенной к единице объема.

Единица измерения давления в системе СГС есть 1 —

СМ"

сила в 1 дин действует на площадь в 1 см2. Эта единица, однако, очень мала; в 10е раз большую единицу называют баром,

1 бар= IO6 — = 10 4-

' CM1 Mi

Давление, при котором на площадь в 1 см2 действует сила в 1 кГ, называется технической атмосферой (am):

1 am =I = 0,981 бар.

CM2 ' г

В отличие от этого определения нормальной атмосферой (атм) называют давление столба ртути высотой 760 мм (при определенной плотности ртути и стандартном значении ускорения силы тяжести); эта единица равна

1 атм= 1,013 бар =1,033 am.

Укажем также, что давление, соответствующее 1 мм ртутного столба, равно

1 мм рт. ст. = 1,333-10~3 бар.

Свойства тел, рассматриваемых в целом, не вдаваясь в детали их молекулярной структуры (с которой эти свойства в действительности связаны), называют макроскопическими свойствами. Температура и давление являются важнейшими величинами, характеризующими макроскопическое состояние тела. К числу этих величин относится также и объем тела (мы будем обозначать его буквой V). Однако эти три величины не являются независимыми. Если, например, некоторое количество газа заключено в сосуде определенного объема и газ имеет определенную температуру, то он будет автоматически находиться под определенным давлением; изменив объем или температуру, мы тем самым изменим и давление газа.

Таким образом, из трех величин р, V, T лишь две могут быть заданы произвольно, а третья определится как функция первых двух. Можно сказать, что тепловые свойства § 51]

ДАВЛЕНИЕ

165

тела полностью определяются заданием каких-либо двух из этих величин.

Функциональная зависимость, связывающая друг с другом давление, объем и температуру тела, называется уравнением состояния данного тела и является одним из важнейших соотношений, характеризующих его тепловые свойства.

Установить теоретически вид этой функциональной зависимости можно лишь в случае самых простых тел (см. § 53). Поэтому на практике приходится прибегать к экспериментальным измерениям, результаты которых можно изобразить графически. Поскольку речь идет о взаимной зависимости трех величин, то наиболее полно она изобразилась бы некоторой поверхностью в трехмерной системе координат, на осях которой откладывались бы величины р, V, Т. Поскольку, однако, пространственное построение на практике неудобно, ограничиваются обычно построением плоских графиков, изображая на них семейства кривых, представляющих собой сечения поверхности рядом плоскостей, параллельных той или иной координатной плоскости. Так, пересекая поверхность плоскостями, параллельными координатной плоскости р, V (т. е. перпендикулярными оси Т), мы получим семейство кривых, изображающих зависимость давления от объема тела при различных заданных значениях температуры; такие кривые называются изотермами. Аналогичным образом можно построить семейство изобар — кривых, изображающих зависимость V от T при заданных значениях р, и семейство изохор — кривых зависимости р от T при заданных значениях V.
Предыдущая << 1 .. 49 50 51 52 53 54 < 55 > 56 57 58 59 60 61 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed