Газы Скачать
презентацию
<<  Уравнение Менделеева-Клапейрона Вакуум  >>
Лекции по физике
Лекции по физике
Реальные газы
Реальные газы
Межмолекулярное взаимодействие
Межмолекулярное взаимодействие
Межмолекулярное взаимодействие
Межмолекулярное взаимодействие
Межмолекулярное взаимодействие
Межмолекулярное взаимодействие
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Другие уравнения состояния
Другие уравнения состояния
Другие уравнения состояния
Другие уравнения состояния
Другие уравнения состояния
Другие уравнения состояния
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы Ван-дер-Ваальса
Изотермы реальных газов
Изотермы реальных газов
Изотермы реальных газов
Изотермы реальных газов
Перегретая жидкость
Перегретая жидкость
Изотермы реальных газов
Изотермы реальных газов
Критическое состояние
Критическое состояние
Изотермы реальных газов
Изотермы реальных газов
Насыщенный пар
Насыщенный пар
Внутренняя энергия газа В.д.В
Внутренняя энергия газа В.д.В
Эффект Джоуля-Томсона
Эффект Джоуля-Томсона
Эффект Джоуля-Томсона
Эффект Джоуля-Томсона
Методы получения низких температур
Методы получения низких температур
Свойства веществ при низких температурах
Свойства веществ при низких температурах
Конец лекции
Конец лекции
Слайды из презентации «Реальные газы физика» к уроку физики на тему «Газы»

Автор: Igor. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Реальные газы физика.PPT» бесплатно в zip-архиве размером 889 КБ.

Скачать презентацию

Реальные газы физика

содержание презентации «Реальные газы физика.PPT»
СлайдТекст
1 Лекции по физике

Лекции по физике

Молекулярная физика и основы термодинамики.

Реальные газы. Межмолекулярные взаимодействия. Низкие температуры

2 Реальные газы

Реальные газы

Для реальных газов наблюдается отклонение от закона К.-М., кроме того, при некоторых значениях внешних параметров они могут быть переведены в жидкое и даже твёрдое состояние Отступление от законов идеального газа связаны с наличием межмолекулярного взаимодействия

2

3 Межмолекулярное взаимодействие

Межмолекулярное взаимодействие

Межмолекулярные силы притяжения Поляризационные силы обусловлены несимметричностью распределения зарядов в нейтральной в целом молекуле Дисперсионные силы обусловлены появлением наведённой поляризации при сближении молекул Силы отталкивания возникают на малых расстояниях из-за взаимного перекрытия электронных оболочек молекул. Они имеют квантовую природу

3

4 Межмолекулярное взаимодействие

Межмолекулярное взаимодействие

Силы притяжения обратно пропорциональны расстоянию в 7-й степени Силы отталкивания возрастают экспоненциально при уменьшении расстояния Взаимодействие молекул удобно описывать потенциальной энергией взаимодействия U(r) Потенциал Леннарда-Джонса: U(r)=a1/r12-a2/r6, где a1 и a2 - константы

4

5 Межмолекулярное взаимодействие

Межмолекулярное взаимодействие

В уравнении Ван-дер-Ваальса применяется более грубая аппроксимация – молекулы считаются абсолютно твёрдыми шарами с диаметром d d является нечётко определённым параметром

5

6 Уравнение Ван-дер-Ваальса

Уравнение Ван-дер-Ваальса

Учтём влияние сил отталкивания. Конечный объём молекул приводит к уменьшению доступного объёма и увеличению давления по сравнению с идеальным газом. Для одного моля запишем: P?(V-b)=R?T, где b – объём одного моля молекул газа

6

7 Уравнение Ван-дер-Ваальса

Уравнение Ван-дер-Ваальса

Теперь учтём влияние сил притяжения. Оно проявляется в появлении избыточного давления: P+Pi=n?k?T, где Pi – избыточное «внутреннее» давление: Pi=<Nb?f>, где Nb – число молекул в пристеночном слое, отнесённое к единице площади, f – сила, действующая со стороны объёма газа Nb?1/V, f?1/V ? Pi=a/V2, где а - константа

7

8 Уравнение Ван-дер-Ваальса

Уравнение Ван-дер-Ваальса

8

9 Уравнение Ван-дер-Ваальса

Уравнение Ван-дер-Ваальса

Учитывая совместное действие сил притяжения и отталкивания получим окончательно уравнение Ван-дер-Ваальса: (P+a/V2)?(V-b)=R?T для ? молей: (P+a??2/V2)?(V/?-b)=R?T или: (P+a??2/V2)?(V-??b)=??R?T

9

10 Другие уравнения состояния

Другие уравнения состояния

Уравнение Дитеричи: P?(V-b)=R?T?exp(-a/[R?T?V]) в пределе b<<V и a<<R?T?V оно переходит в уравнение В.д.В. Оно так же является полуэмпирическим. При умеренных давлениях оно лучше чем уравнение В.д.В., но зато при высоких давлениях совершенно непригодно

10

11 Другие уравнения состояния

Другие уравнения состояния

Уравнение Бертло: (P+a/(Т?V2))?(V-b)=R?T Уравнение Клаузиуса: здесь улучшение достигается за счёт введения третьего параметра

11

12 Другие уравнения состояния

Другие уравнения состояния

Уравнение Камерлинг-Оннеса: P?V=R?T(1+B2(T)/V+B3(T)/V2+…), где В2, В3, …- второй, третий и т.д. вириальные коэффициенты Уравнение состояния любого газа может быть приведено к данному виду

12

13 Изотермы Ван-дер-Ваальса

Изотермы Ван-дер-Ваальса

Уравнение В.д.В. Можно привести к виду: P?V3-(R?T+P?b)?V2+a?V-a?b=0 (?) это кубическое уравнение относительно V при некоторых P и T имеет три корня, а в некоторой области P и T – один В критической точке, где все корни равны: P?V3-(R?T+P?b)?V2+a?V-a?b=Рк(V-Vк)3=0

13

14 Изотермы Ван-дер-Ваальса

Изотермы Ван-дер-Ваальса

Приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях V, получим: Рк?Vк3=a?b, 3Рк?Vк2=a, 3Рк?Vк=R?Tк+Pк?b Из этих трёх уравнений можно найти: Vк=3b, Рк=a/27b2, Тк=8a/(27R?b) Отношение Kк=R?Tк/(Рк?Vк)=8/3=2,67 называется критическим коэффициентом Для одного моля идеального газа Kк=R?T/(Р?V)=1 Для реальных газов Kк>8/3

14

15 Изотермы Ван-дер-Ваальса

Изотермы Ван-дер-Ваальса

Расхождение экспериментальных и теоретических значений свидетельствует о неточности уравнения В.д.В.

15

16 Изотермы реальных газов

Изотермы реальных газов

На изотермах реальных газов нет участка с (?P/?V)>0. Это неустойчивое состояние Область D-B – жидкое состояние с малой сжимаемостью Область А-Е – газообразное состояние Область L-G – двухфазное состояние жидкость-пар

16

17 Изотермы реальных газов

Изотермы реальных газов

L-B – перегретая жидкость A-G – переохлаждённый пар Правило Максвелла: реальная изотерма проходит таким образом, что площади фигур LBC и GAC равны

17

18 Перегретая жидкость

Перегретая жидкость

18

19 Изотермы реальных газов

Изотермы реальных газов

Ниже кривой АКS находится двухфазная область, а выше - однофазная От одной фазы к другой можно перейти минуя двухфазную область К – критическая точка

19

20 Критическое состояние

Критическое состояние

20

21 Изотермы реальных газов

Изотермы реальных газов

Правило рычага Пусть состояние газа характеризуется точкой М в двухфазной области изотермы, тогда массы жидкой mж и газообразной mг фаз относятся как длины отрезков MG и LM: MG/LM= mж/mг

21

22 Насыщенный пар

Насыщенный пар

22

23 Внутренняя энергия газа В.д.В

Внутренняя энергия газа В.д.В

Для однофазных состояний:

23

24 Эффект Джоуля-Томсона

Эффект Джоуля-Томсона

Эффект Джоуля-Томсона заключается в изменении температуры газа при его прохождении через малое отверстие (дросселировании) Для идеального газа эффект отсутствует Для реального газа эффект может быть как положительным (?Т/?Р?0, газ охлаждается), так и отрицательным

24

25 Эффект Джоуля-Томсона

Эффект Джоуля-Томсона

При b=0, а?0 газ всегда охлаждается При b?0, а=0 – всегда нагревается Существует температура инверсии Ti=(27/4)ТК при которой эффект нулевой Выше Ti газ нагревается при дросселировании, ниже Ti газ охлаждается Для большинства газов Ti??комнатной температуры Для водорода и гелия Ti<<комнатной температуры

25

26 Методы получения низких температур

Методы получения низких температур

Испарение жидкости Эффект Джоуля-Томсона Адиабатическое расширение газа Растворение одного вещества в другом При откачивании паров 3He можно получить температуру 0,3 К С помощью метода адиабатического размагничивания парамагнитных солей можно получить температуру ?10-3 К

26

27 Свойства веществ при низких температурах

Свойства веществ при низких температурах

27

28 Конец лекции

Конец лекции

28

«Реальные газы физика»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Realnye-gazy-fizika/Realnye-gazy-fizika.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Слайды
Презентация: Реальные газы физика.PPT | Тема: Газы | Урок: Физика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Газы > Реальные газы физика.PPT