Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. Эффективный диаметр молекул.
 Внутренняя энергия реального газа складывается из кинетической энергии теплового движения его молекул, которая определяет внутреннюю энергию идеального газа и потенциальную энергию межмолекулярного взаимодействия. Потенциальная энергия реального газа обусловлена только силами притяжения между молекулами. Наличие сил притяжения приводит к возникновению внутреннего давления на газ_
Работа, которая затрачивается на преодоление сил притяжения, действующих между молекулами газа, идет на увеличение потенциальной энергии системы._
 где постоянная интегрирования принята равной нулю. Знак «–» означает, что молекулярные силы, создающие внутреннее давление P′, являются силами притяжения. Учитывая оба слагаемых, получим, что внутренняя энергия моля реального газа_
растет с повышением температуры и увеличением объема.
 При рассмотрении реальных газов —
газов, свойства которых зависят от взаимодействия молекул, надо учитывать силы межмолекулярного взаимодействия.Они
проявляются на расстояниях £10-9 м и быстро убывают при увеличении расстояния между молекулами. Такие силы называются короткодействующими.
В XX в., по мере развития представлений о строении атома и квантовой механики, было выяснено, что между молекулами вещества одновременно действуют силы притяжения и силы отталкивания.На рис. 88, а приведена качественная зависимость сил межмолекулярного взаимодействия от расстояния r между молекулами, где Fo и Fп — соответственно силы отталкивания и притяжения, a F — их результирующая. Силы отталкивания считаются положительными, а силы взаимного притяжения — отрицательными.
Элементарная работа dA силы F при увеличении расстояния между молекулами на dr совершается за счет уменьшения взаимной потенциальной энергии молекул, т. е.
dA=Fdr=-dП. (1)
Эффективный диаметр молекул d - это минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры двух молекул. Величина s =p d2 называется эффективным сечением молекулы.
|
