Молекулярная физика. Курс физики, часть 1. Морозов В.Г - 94 стр.

îáðàçóåò öåïî÷êó èîíîâ, íà êîòîðûõ ïðîèñõîäèò êîíäåíñàöèÿ ïàðîâ æèäêîñòè â âè-
äå ìàëåíüêèõ êàïåëåê. Öåïî÷êà êàïåëåê (òðåê) îñâåùàåòñÿ è ôîòîãðàôèðóåòñÿ.
Èçìåðåíèå äëèíû òðåêîâ, èõ êðèâèçíû â ìàãíèòíîì ïîëå, êîëè÷åñòâà êàïåëåê íà
åäèíèöå äëèíû òðåêà è ò.ä. ïîçâîëÿåò îïðåäåëèòü çàðÿä, ýíåðãèþ è äðóãèå õàðàê-
òåðèñòèêè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö.
   Â 1952 àìåðèêàíñêèì ôèçèêîì Ä.À. Ãëåéçåðîì áûëà èçîáðåòåíà ïóçûðüêîâàÿ
êàìåðà, â êîòîðîé äëÿ ðåãèñòðàöèè çàðÿæåííûõ ÷àñòèö èñïîëüçóåòñÿ ïåðåãðåòàÿ
æèäêîñòü. Â ïóçûðüêîâîé êàìåðå æèäêîñòü èìååò òåìïåðàòóðó, ïðåâûøàþùóþ
òåìïåðàòóðó êèïåíèÿ. Îò çàêèïàíèÿ îíà óäåðæèâàåòñÿ âûñîêèì äàâëåíèåì. Äëÿ
ïðèâåäåíèÿ êàìåðû â ðàáî÷åå ñîñòîÿíèå äàâëåíèå ðåçêî ïîíèæàþò è æèäêîñòü îêà-
çûâàåòñÿ â ìåòàñòàáèëüíîì ñîñòîÿíèè. Åñëè â êàìåðó âëåòàåò çàðÿæåííàÿ ÷àñòèöà,
îíà âûçûâàåò âñêèïàíèå æèäêîñòè âäîëü òðàåêòîðèè. Òðåê ÷àñòèöû ïðåäñòàâëÿ-
åò ñîáîé öåïî÷êó ïóçûðüêîâ ïàðà.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ïóçûðüêîâàÿ êàìåðà ïðàê-
òè÷åñêèå âûòåñíèëà êàìåðó Âèëüñîíà, ïîñêîëüêó îíà îáëàäàåò ìíîãèìè âàæíûìè
ïðåèìóùåñòâàìè.  ÷àñòíîñòè, ðàáî÷åå âåùåñòâî ïóçûðüêîâîé êàìåðû èìååò çíà-
÷èòåëüíî áîëåå âûñîêóþ ïëîòíîñòü, ÷åì ãàç â êàìåðå Âèëüñîíà. Òàê êàê ÿäðà ðà-
áî÷åãî âåùåñòâà èãðàþò ðîëü "ìèøåíåé" äëÿ ðåãèñòðèðóåìûõ ÷àñòèö, ïðèìåíåíèå
ïóçûðüêîâîé êàìåðû ïîçâîëÿåò íàáëþäàòü áîëüøîå ÷èñëî ñòîëêíîâåíèé. Îáû÷íî
â êà÷åñòâå ðàáî÷åãî âåùåñòâà ïóçûðüêîâûõ êàìåð íà ñîâðåìåííûõ óñêîðèòåëÿõ èñ-
ïîëüçóåòñÿ æèäêèé âîäîðîä.

8.5.      Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ðåàëüíîãî ãàçà

Ìû ïîêà çàíèìàëèñü ñëåäñòâèÿìè èç òîãî ôàêòà, ÷òî óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ p =
p(V, T ) äëÿ ðåàëüíûõ ãàçîâ îòëè÷àåòñÿ îò óðàâíåíèÿ Êëàïåéðîíà-Ìåíäåëååâà. Îá-
ñóäèì òåïåðü äðóãîå óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ  çàâèñèìîñòü âíóòðåííåé ýíåðãèè îò
îáúåìà è òåìïåðàòóðû: U = U (V, T ).
   Íàïîìíèì, ÷òî âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ èäåàëüíîãî ãàçà çàâèñèò òîëüêî îò òåìïåðà-
òóðû è íå çàâèñèò îò îáúåìà. Ñ÷èòàÿ, ÷òî â ðàññìàòðèâàåìîé îáëàñòè òåìïåðàòóð
òåïëîåìêîñòü ãàçà ïîñòîÿííà , ìîæíî çàïèñàòü
                           70




                                U = U (T ) = Cv T.                       (8.17)

Íàøè äàëüíåéøèå ðàññóæäåíèÿ áóäóò îòíîñèòüñÿ ê îäíîìó ìîëþ âåùåñòâà, ïîýòîìó
â ôîðìóëå (8.17) Cv  ìîëÿðíàÿ òåïëîåìêîñòü èäåàëüíîãî ãàçà ïðè ïîñòîÿííîì
îáúåìå.
   Ïåðåõîäÿ ê ðåàëüíûì ãàçàì, ëåãêî ñîîáðàçèòü, ÷òî èõ âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ äîëæ-
íà çàâèñåòü îò îáúåìà, ïîñêîëüêó ïðè èçìåíåíèè îáúåìà èçìåíÿåòñÿ ñðåäíåå ðàñ-
ñòîÿíèå ìåæäó ìîëåêóëàìè, îò êîòîðîãî çàâèñèò âêëàä ýíåðãèè âçàèìîäåéñòâèÿ âî
âíóòðåííþþ ýíåðãèþ ñèñòåìû. Íàéòè êàêîå-òî óíèâåðñàëüíîå óðàâíåíèå ñîñòîÿíèÿ
U = U (V, T ) íåâîçìîæíî, òàê êàê óñòðîéñòâî ðåàëüíûõ ñèñòåì è çàêîíû âçàèìî-
äåéñòâèÿ ìîëåêóë ìîãóò áûòü ñàìûìè ðàçíîîáðàçíûìè. Ìû õîòèì ïîêàçàòü, îä-
íàêî, ÷òî èç òåðìîäèíàìèêè ìîæíî ïîëó÷èòü ïîëåçíóþ ôîðìóëó äëÿ ïðîèçâîäíîé
 70 Ýòîîçíà÷àåò, ÷òî ýôôåêòèâíîå ÷èñëî ñòåïåíåé ñâîáîäû îäíîé ìîëåêóëû îñòàåòñÿ
ïîñòîÿííûì (ñì. îáñóæäåíèå â Ãëàâå 3).


                                       93