Молекулярная физика. Курс физики, часть 1. Морозов В.Г - 88 стр.

ãàçîâîé è æèäêîé ôàç äëÿ äàííîé ìàññû âåùåñòâà. Íàêîíåö, ó÷àñòîê èçîòåðìû ïðè
V < Væ îïèñûâàåò ñæàòèå æèäêîñòè.
   Ïðîâîäÿ ïðîöåññ ñæàòèÿ ãàçà ïðè áîëåå âûñîêîé òåìïåðàòóðå, ìîæíî çàìåòèòü,
÷òî ðàññëîåíèå ñèñòåìû íà äâå ôàçû ïðîèñõîäèò ïðè ìåíüøåì çíà÷åíèè îáúåìà Vã .
Ïðè ýòîì ðàçíîñòü îáúåìîâ äâóõ ôàç Vã −Væ óìåíüøàåòñÿ ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû (ñì.
Ðèñ. 8.2). Ýòî ëåãêî ïîíÿòü.  ñàìîì äåëå, ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû óâåëè÷èâàåòñÿ
ñðåäíÿÿ ýíåðãèÿ òåïëîâîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë, êîòîðîå ïðåïÿòñòâóåò êîíäåíñàöèè
ãàçà. Ïîýòîìó ïðèõîäèòñÿ ñèëüíåå ñæèìàòü ãàç, ÷òîáû ïðîÿâèëîñü âëèÿíèå ñèë
ïðèòÿæåíèÿ ìåæäó ìîëåêóëàìè.
   Îáðàòèì âíèìàíèå íà òî, ÷òî ãîðèçîíòàëüíûé ó÷àñòîê íà èçîòåðìàõ ðåàëüíîãî
ãàçà ïîÿâëÿåòñÿ ëèøü ïðè T < Tc , ãäå Tc íàçûâàåòñÿ êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðîé
äëÿ äàííîãî âåùåñòâà. Ïðè òåìïåðàòóðàõ âûøå Tc ðàññëîåíèÿ ñèñòåìû íà æèäêóþ
è ãàçîîáðàçíóþ ôàçû íå ïðîèñõîäèò. Èçîòåðìà T = Tc íàçûâàåòñÿ êðèòè÷åñêîé
èçîòåðìîé, à ñîñòîÿíèå ñèñòåìû, â êîòîðîì èñ÷åçàåò ðàçëè÷èå ìåæäó ãàçîîáðàçíîé
è æèäêîé ôàçàìè (òî÷êà K íà Ðèñ. 8.3), íàçûâàåòñÿ êðèòè÷åñêîé òî÷êîé.
   Òàêèì îáðàçîì, ñæèìàÿ ãàç, åãî ìîæíî ïðåâðàòèòü â æèäêîñòü òîëüêî òî-
ãäà, êîãäà åãî òåìïåðàòóðà íèæå êðèòè÷åñêîé; ýòî íåâîçìîæíî ñäåëàòü íèêàêèì
ïîâûøåíèåì äàâëåíèÿ, åñëè òåìïåðàòóðà âûøå êðèòè÷åñêîé.     Ïîíÿòèå êðèòè÷å-
ñêîé òåìïåðàòóðû áûëî âïåðâûå ââåäåíî àíãëèéñêèì ôèçèêîì Òîìàñîì Ýíäðþñîì
â 1869 ãîäó66 . Äî ýòîãî ïðåäïðèíèìàëèñü ìíîãî÷èñëåííûå ïîïûòêè ïóòåì ñæàòèÿ
ãàçîâ ïåðåâåñòè èõ â æèäêîå ñîñòîÿíèå. Îñòàâàëîñü íåÿñíî, îäíàêî, ïî÷åìó ïðè
ñæàòèè îäíèõ ãàçîâ ïðîèñõîäèò ñæèæåíèå, à äðóãèõ  íåò. Ïîñëå ðàáîò Ýíäðþñà
ïîëîæåíèå ðàçúÿñíèëîñü.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïîâåäåíèå âåùåñòâà âáëèçè êðèòè÷å-
ñêîé òî÷êè ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç èíòåðåñíåéøèõ ïðîáëåì ìîëåêóëÿðíîé ôèçèêè, ïî
êîòîðîé âåäóòñÿ èíòåíñèâíûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå è òåîðåòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ.

8.3.   Óðàâíåíèå Âàí-äåð-Âààëüñà

Îáñóäèì òåïåðü âîïðîñ î òîì, êàê ó÷åñòü âëèÿíèå ìîëåêóëÿðíûõ ñèë íà óðàâíå-
íèå ñîñòîÿíèÿ ðåàëüíûõ ãàçîâ. Ê ñîæàëåíèþ, äî ñèõ ïîð íèêîìó íå óäàëîñü ïîëó-
÷èòü óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ, êîòîðîå òî÷íî îïèñûâàåò ïîâåäåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
èçîòåðì, âêëþ÷àÿ ôàçîâûé ïåðåõîä ãàç-æèäêîñòü, ñâîéñòâà âåùåñòâà îêîëî êðèòè-
÷åñêîé òî÷êè è ò.ä. Îñíîâíàÿ òðóäíîñòü çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî, õîòÿ çàêîí âçà-
èìîäåéñòâèÿ ìîëåêóë äîñòàòî÷íî ïðîñò, ýíåðãèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ ñèñòåìû çàâèñèò
îò îãðîìíîãî ÷èñëà ïåðåìåííûõ  êîîðäèíàò âñåõ ìîëåêóë. Ïîýòîìó äîñòàòî÷íî
ñòðîãèé àíàëèç óäàåòñÿ ïðîâåñòè ëèøü â ñëó÷àÿõ, êîãäà îòêëîíåíèÿ îò çàêîíîâ èäå-
àëüíîãî ãàçà îòíîñèòåëüíî ìàëû, ò.å. ôàêòè÷åñêè äëÿ ó÷àñòêà èçîòåðìû a → b
 66 Ñïðàâåäëèâîñòèðàäè ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ó Ýíäðþñà áûëè ïðåäøåñòâåííèêè.
Ôðàíöóçñêèé ôèçèê Êàíüÿð äå ëÿ Òóð åùå â 1822 ãîäó çàìåòèë, ÷òî ïðè íàãðå-
âàíèè æèäêîñòè â çàïàÿííîì ñîñóäå ïðè íåêîòîðîé òåìïåðàòóðå èñ÷åçàåò âèäèìàÿ
ãðàíèöà ìåæäó æèäêîñòüþ è åå ïàðîì. Êàíüÿð äå ëÿ Òóð ïðèøåë ê ïðàâèëüíîìó
ïðåäïîëîæåíèþ, ÷òî äëÿ êàæäîãî âåùåñòâà ñóùåñòâóåò òàêàÿ òåìïåðàòóðà, âûøå
êîòîðîé îíî ìîæåò ñóùåñòâîâàòü òîëüêî â ãàçîîáðàçíîé ôàçå. Ê àíàëîãè÷íîìó çà-
êëþ÷åíèþ ïðèøåë ðóññêèé ôèçèê è õèìèê Ä.È. Ìåíäåëååâ â 1861 ãîäó ïðè èçó÷åíèè
êàïèëëÿðíûõ ÿâëåíèé.


                                      87