Молекулярная физика. Курс физики, часть 1. Морозов В.Г - 93 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

a b
K
c
=
8
3
= 2, 67.
8/3 H
2
O
K
c
= 4, 46 O
2
K
c
= 3, 42
bcd
ab de
∂p
∂V
T
< 0.
ace
ab de ab
de
ab
de
îò êîíêðåòíûõ çíà÷åíèé a è b, ò.å. ÿâëÿåòñÿ óíèâåðñàëüíîé ïîñòîÿííîé äëÿ âñåõ
ñèñòåì, îïèñûâàåìûõ óðàâíåíèåì Âàí-äåð-Âààëüñà:
                                       8
                                Kc =     = 2, 67.                        (8.15)
                                       3
Êðèòè÷åñêèå ïàðàìåòðû äëÿ ðåàëüíûõ ãàçîâ èìåþò òàêîé æå ïîðÿäîê âåëè÷èíû, íî
äëÿ ðàçëè÷íûõ âåùåñòâ îíè èìåþò ðàçëè÷íûå çíà÷åíèÿ, è âñå îíè áîëüøå çíà÷åíèÿ
8/3, êîòîðîå ïðåäñêàçûâàåòñÿ òåîðèåé Âàí-äåð-Âààëüñà. Íàïðèìåð, äëÿ âîäû (H2 O)
Kc = 4, 46, à äëÿ êèñëîðîäà (O2 ) Kc = 3, 42.

8.4.   Ìåòàñòàáèëüíûå ñîñòîÿíèÿ

Êîãäà ìû îáñóæäàëè èçîòåðìû Âàí-äåð-Âààëüñà, ìû çàìåòèëè, ÷òî ó÷àñòîê bcd (ñì.
Ðèñ. 8.3) ñîîòâåòñòâóåò íåóñòîé÷èâûì ñîñòîÿíèÿì, êîòîðûå íå ìîãóò íàáëþäàòüñÿ
â ðåàëüíûõ ýêñïåðèìåíòàõ. Îäíàêî îñòàåòñÿ âîïðîñ î òîì, èìåþò ëè ôèçè÷åñêèé
ñìûñë ó÷àñòêè èçîòåðìû ab è de, äëÿ êîòîðûõ âûïîëíÿåòñÿ óñëîâèå óñòîé÷èâîñòè
                                      
                                    ∂p
                                          < 0.                          (8.16)
                                    ∂V T
 òî âðåìÿ êàê ãîðèçîíòàëüíûé ó÷àñòîê ace îïèñûâàåò äâóõôàçíûå ñîñòîÿíèÿ,
ó÷àñòêè ab è de îïèñûâàþò îäíîôàçíûå ñîñòîÿíèÿ , ïðè÷åì íà ó÷àñòêå ab ìû èìå-
åì äåëî ñ îäíîðîäíîé æèäêîñòüþ, â êîòîðîé çàäåðæàëñÿ ïåðåõîä â ãàçîîáðàçíîå
ñîñòîÿíèå, à íà ó÷àñòêå de  ñ ãàçîì, â êîòîðîì íå íà÷àëàñü êîíäåíñàöèÿ â æèä-
êóþ ôàçó. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ó÷àñòîê ab îïèñûâàåò ïåðåãðåòóþ æèäêîñòü, à
ó÷àñòîê de  ïåðåñûùåííûé ïàð. Ñîñòîÿíèÿ, ïîäîáíûå ïåðåãðåòîé æèäêîñòè
è ïåðåñûùåííîãî ïàðà, äåéñòâèòåëüíî íàáëþäàþòñÿ â ýêñïåðèìåíòå. Èõ ïðèíÿòî
íàçûâàòü ìåòàñòàáèëüíûìè ñîñòîÿíèÿìè. Òàêèå ñîñòîÿíèÿ îáëàäàþò îãðàíè-
÷åííîé óñòîé÷èâîñòüþ, ò.å. âåùåñòâî ìîæåò íàõîäèòüñÿ â ìåòàñòàáèëüíîé ôàçå äî
òåõ ïîð, ïîêà îíî íå ïðèâåäåíî â êîíòàêò ñ äðóãîé, áîëåå óñòîé÷èâîé ôàçîé. Â
÷àñòíîñòè, ïåðåãðåòàÿ æèäêîñòü ñðàçó æå çàêèïàåò, åñëè â íåå ïîïàäàþò ïóçûðüêè
âîçäóõà èëè ïàðà. Ïåðåñûùåííûé ïàð áûñòðî ïðåâðàùàåòñÿ â íàñûùåííûé ïàð (c
÷àñòè÷íîé êîíäåíñàöèåé), åñëè â ñèñòåìó ïîïàäàåò õîòÿ áû îäíà êàïëÿ æèäêîñòè.
Èòàê, ìåòàñòàáèëüíûå ñîñòîÿíèÿ, ïðåäñêàçàííûå òåîðèåé Âàí-äåð-Âààëüñà, ìîãóò
âîçíèêàòü ïðè ñïåöèàëüíûõ óñëîâèÿõ. Ãðóáî ãîâîðÿ, äëÿ ýòîãî ñèñòåìà äîëæíà
áûòü ìàêñèìàëüíî î÷èùåíà îò âîçìîæíûõ çàðîäûøåé ñòàáèëüíîé ôàçû. Åñëè, íà-
ïðèìåð, ìû õîòèì ïîëó÷èòü ïåðåñûùåííûé ïàð, òî ñèñòåìó ñëåäóåò î÷èñòèòü îò
ïûëè èëè äðóãèõ ìåëêèõ ÷àñòèö, êîòîðûå ñëóæàò öåíòðàìè êîíäåíñàöèè. Åùå áî-
ëåå ýôôåêòèâíûìè öåíòðàìè êîíäåíñàöèè ÿâëÿþòñÿ çàðÿæåííûå ÷àñòèöû, ïîïàâ-
øèå â ñèñòåìó. Ýòî ñâîéñòâî çàðÿæåííûõ ÷àñòèö èñïîëüçóåòñÿ â êàìåðå Âèëüñîíà
 îäíîì èç âàæíåéøèõ ïðèáîðîâ ÿäåðíîé ôèçèêè è ôèçèêè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö.
   Êàìåðà Âèëüñîíà çàïîëíÿåòñÿ ñìåñüþ, ñîñòîÿùåé èç êàêîãî-íèáóäü èíåðòíîãî
(íåêîíäåíñèðóþùåãîñÿ) ãàçà (ãåëèÿ, àðãîíà è ò.ä.) è íàñûùåííîãî ïàðà æèäêîñòè
(âîäû, ñïèðòà è ò.ä.). Îäíà èç ñòåíîê êàìåðû äåëàåòñÿ ïîäâèæíîé, ÷òî ïîçâîëÿåò
ìåíÿòü îáúåì êàìåðû. Ïðè áûñòðîì àäèàáàòè÷åñêèì ðàñøèðåíèè â êàìåðå ñîçäà-
åòñÿ ïåðåñûùåííûé ïàð. Òàê êàê ñìåñü òùàòåëüíî î÷èùåíà, êîíäåíñàöèè íå ïðî-
èñõîäèò, ïîêà â êàìåðó íå âëåòàåò çàðÿæåííàÿ ÷àñòèöà. Íà ñâîåì ïóòè ýòà ÷àñòèöà

                                       92

Страницы