Молекулярная физика. Термодинамика. Кузнецов С.И. - 86 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

86
кул, как СО, НI, HBr и др., F
дисп
в десятки и сотни раз превосходят все
остальные.
Отметим, что все три силы и энергии одинаковым образом убывают
с расстоянием
F = F
ор
+ F
инд
+ F
дисп
~ r
–7
,
U = U
ор
+ U
инд
+ U
дисп
~ r
–6
.
Силы отталкивания действуют между молекулами на очень ма-
лых расстояниях, когда происходит взаимодействие электронных обо-
лочек атомов, входящих в состав молекул. Принцип Паули запрещает
проникновение заполненных электронных оболочек друг в друга. Воз-
никающие при этом силы отталкивания зависят в большей степени, чем
силы притяжения от индивидуальных особенностей молекул. К хоро-
шему согласию
с данными экспериментов приводит допущение, что по-
тенциальная энергия сил отталкивания возрастает с уменьшением рас-
стояния по закону U
от
(r) ~ r
–12
, а, соответственно, сила отталкивания
растет как F
от
~ r
–13
. Полагаем, что U(r = ∞) = 0 – при больших рас-
стояниях потенциальная энергия взаимодействия равна нулю. В этом
случае кривая взаимодействия описывается потенциалом Леннарда-
Джонса (рисунок 7.2)
U( r) = – ar
–6
+ br
–12
.
Рисунок 7.2
Глубина потенциала равна U(r
min
) = –a
2
/4b при r
min
= (2b/a)
1/6
– рас-
стоянии, соответствующем наибольшей энергии связи молекул. Отме-
тим, что в данном потенциале не учтены ориентационные взаимодейст-
вия, существенные для многоатомных молекул и кристаллов.
7.2. Уравнение Ван-дер-Ваальса
Уравнение Ван-дер-Ваальса (7.1.2) – одно из первых уравнений со-
стояния реального газа. Данное уравнение учитывает конечные размеры
всех молекул, что становится существенным при больших давлениях, а
также притяжение молекул в результате межмолекулярного взаимодей-
ствия.

Страницы