Явление переноса в разряженном газе.

При нор-ых усл-ях коэф-ы теплопр-ти и вязкости не зав-т от пл-ти газа. Постоянство этих коэф-ов сохр-ся только в том случае, если плот-ть газа дост-на велика. Для сильно разр-го газа, плот-ть к-ого так мала, что длина своб-о пробега мол-л, стан-ся сравнима с характ-ым размером сосуда, коэф-ы теплопр-ти и вязкости начинают зависеть от плот-ти. L <l>. Уменьшение пл-ти газа коэф-ты теплопр-ти и вязкости начинают умен-ся. Это объяс-ся тем, что при увел-ии длины св-ого пробега до хар-ого размера сосуда мол-ы газа реже сталк-ся друг с другом и чаще со стенками сосуда.

 

Модель газа Ван-дер Ваальса.

З-ны реальных газов, прибл-ые отступления от них носят как кач-ый,так и кол-ый хар-р. Модель ид-ого газа хорошо опис-т поведение реал-х газов при низких давл-ях и высоки тем-рах в др. усл-ях она не соот-ет эксперименту. В частности реал-е газы могут быть перев-ы в жидкое и тв-ое сост-ия, а ид-ые нет. Для более точного описания пов-ие реал-х газов при низких тем-ах была создана модель Ван-дер-Ваальса, вводящее поправку на конечный диаметр мол-ы и на притяжении мол-л на больших раст-ях. Для опис-я сост-я реал-го газа ввод-ся обобщ-ое ур-ие Менд-ва-Клап-на pV=Z_rm/MRT z_r- коэф-т сжимаемости газа

 

Свойства реальных газов.

Реальные газы отл-ся от ид-ых тем,что мол-ы этих газов имеют объемы и связаны между собой сил-и взаим-ия, к-ые умен-ся с увел-ем раст-ия между мол-и. Для реальных газов ур-ие Менд-ва-Клап-на не выпол-ся. Вводится обоб-ое ур-ие pV=Z_rm/MRT z_r- коэф-т сжимаемости газа. Вел-а коэф-а сжимаемости выраж-т отклонение св-в реал-го газа от ид-ого. В зависимости от давл-ия и тем-ры может быть больше или меньше 1, при малых давл-ях и выс-их тем-ах стрем-ся к 1, тогда реал-ые газы можно рас-ть как ид-ые.

 

Уравнение состояния идеальных газов.

Ур-ия сост-ия реального газа - ур- ие, связие осн-ые терм-ие параметры в модели газа Ван-дер-Ваальса. Ур-ие Ван-дер-Ваальса для одного моля реал-о газа U=C_VT=a/V, (p+a/V²)(V-в)=RT, Поправка а – учит-ет взаимное притяжение мол-л, поправка в- объем, зан-ый мол-ми. Для v молей (p+av²/V²)(V/v-в)=vRT Внут-ее давление - вел-а a/V² хар-ет добав-ое давл-ие под, к-ым нах-ся реальный газ в следствии сил сцепления между мол-ми. Крит-ая тем-ра - абсол-ая тем-а кипения, при к-ой пов-ые натяжения в жид-ти стан-ся равными 0, т. е. исчезает различие между жид-ью и нас-ым паром. T_k=8a/27Raв, p_k=a/27в²; a=27R²T_k²/64p_k, в=27RT_k/8p_k

-связь между крит-ми и пост-ыми пар-ми. Ур-ие Ван-дер-Ваальса дает зн-ые ошибки при больших плотностях газа.

 

Особенности жидкого состояния вещества.

Законы тепл-ого дв-ия атомов особенно сложны. С одной стороны, раст-ие между мол-и жидк-и пости такое же, как в тв-ом теле, поэтому пост-ые переем-ия огран-ы и тепл-ое дв-ие носит гл-ым образом колеб-ый хар-р. С др. – в отличие от тв-ого тела при опред-х усл-ях в жид-ях появ-ся возм-ть кооп-ого пер-ия одних групп мол-л отн-но др., что обусл-ет ее текучесть. Благодаря большим силам взаимод-ия мол-а, нах-ся в фиксир-ом пол-ии выз-ет изв-ое упоряд-ое в расп-ии ближ-их к ней мол-л. Это «ближний порядок» Мол-ы жид-ей не прив-ы к опред-ым центрам и могут перем-ся по всему объему жид-ей. Этим объяс-ся текучесть жид-ей. Может принимать любую форму сосуда, в к-ом нах-ся, хотя при этом сохраняет свой объем. Жид-ть обладает не большой теплопр-ю.

 

Свободная поверхность жидкости.

Жид-ть не запол-ет весь объем сосуда, в к-ом нах-ся. Между жид-ью и газом обр-ся граница раздела, к-ая нах-ся в особых усл-ях по сравн-ию с остал-ой массой жид-ти. В отличие от мол-л взаим-ия дейст-ие на одну из мол-ы в погр-ом слое окружены мол-и той же жид-ти не со всех сторон. Силы межмол-го взаим-ия действ-ие на одну из мол-л в объеме жид-ти со стор-ы соседних мол-л в среднем взаимно сконцен-ны. Мол-ла в погр-ом слое притяг-ся мол-и нах-ся внутри жид-ти. Если мол-а сможет переем-ся внутрь она окаж-ся в сост-ии равн-ия. поск-ку мол-ы на пов-ти нах-ся под дей-ем результ-ей силы необ-мо наличие компен-их сил. Равновесие

дост-ся за счет нек-о ум-ия раст-ия между мол-и пов-го слоя и их ближ-ми сос-ми внутри жид-ти

 

Коэффициент поверхностного натяжения.

Коэф-т наз-ся коэф-ом пов-ого нат-ия, численно равен работе необ-ой для увел-ия площади, пов-ти жид-ти на единицу при пост-ой тем-ре ^A= ^S. Потен-ая эн-ия пов-ти жид-ти проп-на ее площади. E_p= ^S. Равн-ым сост-ем сис-мы соотв-ет мин-ое зн-ие ее пот-ой эн-ии следовательно св-ая пов-ть жид-ти стрем-ся сокр-ть свою площадь. Силы пов-ого нат-ия-силы сокр-ие пов-ть.. Коэф-т пов-ого нат-ия может быть опред-н как модуль силы пов-ого нат-ия, дейст-ей на единицу длины огран-ей пов-ть

Смачивание. Капилярность.

Вблизи границы между жид-ю, тв-ым телом и газом форма св-ой пов-ти жид-и зависит от сил взаимод-ия мол-л жид-и с мол-и тв-ого тела. Взаим-ем с мол-и газа можно прин-чь если эти силы превышают силы взаим-ия между мол-и самой жид-и, жид-ть смач-т пов-ть тв-о тела. Если силы взаим-ия между мол-и жид-и превосх-т силы их взаим-ия с мол-и тв-о тела краевой угол оказ-ся тупым, в этом случае жид-ть не смач-т пов-ть тв-о тела. При полном смач-ии краевой угол =0, при полном не смач-ии=180

 

Капилярные явления.

Капил-ые явл-ия - подъем или опускание жид-и в трубках малого диаметра в капиллярах. Смач-ие жид-ти подн-ся по кап-ам, не смач-ся опус-ся. Подъем жид-и в капилляре прод-ся до тех пор, пока сила тяжести, дейст-ая на столб жид-и в кап-ре не уравновесит результ-ую силу пов-ого нат-ия, дейст-ую в доль границы соприк-ия жид-и с пов-ю кап-ра F_Н=F_t; Ft=mg= ghПr²; F_Н= 2Пrcos

h=2 cos / gr