Молекулярная физика. Афанасьев А.Д - 49 стр.

             Какой–либо универсальной формулы U(r), пригодной для всех молекул,
          не существует. Более точно характеристика U(r) может быть дана лишь
          конкретно для данных молекул. Во многих вопросах теории к хорошим
          результатам приводит следующая аппроксимация функции U(r):
                                              U (r ) = a1       n   − a2        ,   (1)
                                                            r              rm
          в которой постоянные a1 , a 2 , n, m подбираются из требований наилучшей
          аппроксимации реального потенциала. Как показало исследование
          потенциалов, в большинстве случаев хорошим приближением являются n=12,
          m=6 при a1 , a2 , уточняемых для конкретных атомов. Функция U(r),
          описываемая уравнением (1), называется потенциалом Леннарда–Джонса,
          широко используется в теории жидкостей и газов. Первый член (1)
          соответствует силам отталкивания, второй – силам притяжения, которые
          называются силами Ван–дер–Ваальса.
             В теории уравнения состояния Ван–дер–Ваальса применяется более
          грубая аппроксимация. Крутой участок кривой U(r) заменяется вертикальной
          прямой, как это изображено на рис. 2 пунктиром. Если d – расстояние этой
          прямой от начала координат, то центры взаимодействующих частиц не могут
          сблизиться на расстояние, меньше d. Расстояние d играет роль диаметра
          молекулы, который относится к числу не вполне четко определяемых
          величин.
             Рассматриваемая аппроксимация соответствует модели твердых упругих
          шаров, между которыми действуют силы притяжения; силы отталкивания
          учитываются тем, что размеры шаров считаются конечными.

                          ЖИДКОЕ И ГАЗООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЯ

             Кинетическая энергия притяжения может быть только положительной,
          потенциальная энергия между молекулами отрицательна. Если кинетическая
          энергия велика, так что сумма кинетической и потенциальной энергий
          рассматриваемой системы молекул положительна, то молекулы,
          представленные самим себе, стремятся разойтись на бесконечно большое
          расстояние. Такое состояние системы – газ и он стремится к расширению.
             При сжатии газа его плотность увеличивается и среднее расстояние
          между молекулами уменьшается. При этом, как видно из формулы (1),
          уменьшается потенциальная энергия. Если средняя кинетическая энергия
          молекул не слишком велика, то наступает такой момент, когда сумма
          кинетической и потенциальной энергий будет отрицательной. Такая система
          молекул уже не может самопроизвольно рассеяться в большем объеме,

                                                     49
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com