26. Эффекты переноса

Временем релаксации – время, в течении которого система достигает равновесного состояния.

Сущность процессов переноса – стремление достигнуть равновесного состояния

1. Диффузия – это выравнивание концентрации в смеси нескольких веществ, обусловленное тепловым движением

M=-D(бρ/dx)St

D– коэфф диффузии, численно равный массе веш-ва переносимого через ед. площади поверхности за ед времени

бρ/dx – градиент плотности

D=1/3(<v><l>)

2. Явление внутреннего трения связано с возникновением сил трения между слоями газа или жидкости, перемещающимся относительно друг друга с различными по величине скоростями

F=dp/dt=-η(dv/dx)dS

η – коэф вязкости

η=1/3(ρ<v><l>)

3. Теплопроводность - явление возникновения потока тепла в газе

Q= - λ (dT/dx)

λ – коэф. теплопроводности

λ=1/3(ρ)C_v<v><l>

27. Газ Ван-дер-Вальса

Идеальный газ  Реальный газ

Р – увел, Т - умен

Модель идеального газа не выполняется

pv=нюRT (V_m-b)(p+a/V_m²)=RT

b – постоянная, учитывающая объем молекул

b=4N_AV

V-эфективный объем одной молекулы

a/V_m² – учитывает взаимодействие между молекулами

Поведение реальных газов хорошо описывают уравнение М-К только при не слишком высоких давлениях и низких температурах

С повышением давления и понижением температуры наблюдается значительное отступление от этого уравнения

Уравнение М-К можно использовать только для реальных газов с учетом поправок

Критическая температура, 1) температура вещества в его критическом состоянии. Для индивидуальных веществ критическая температура определяется как температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и паром, находящимися в равновесии. При критической температуре плотности насыщенного пара и жидкости становятся одинаковыми, граница между ними исчезает и теплота парообразования обращается в нуль. Критическая температура — одна из неизменяющихся характеристик (констант) вещества. Значения критических температур T_k некоторых веществ приведены в ст. Критическая точка.

В двойных системах (например, пропан — изопентан) равновесие жидкость — пар имеет не одну критическую температуру, а пространственную критическую кривую, крайними точками которой являются критические температуры чистых компонентов.

2) температура, при которой в жидких смесях с ограниченно растворимыми компонентами наступает их взаимная неограниченная растворимость; её называют критической температурой растворимости.

29. Твердые тела

Реальные термодинамические системы отличаются от идеального газа тем, что молекулы их взаимодействуют между собой. Критерием различных агрегатных состояний вещ-ва. является миним. потенциальная энергия

Е_мин=КТ

Е_мин – наименьшая пот. эн. взаимодействия молекул, определ. работу против сил притяжение, необходимых для того, чтобы разъединить молекулы, находящиеся в равновесии на расстоянии r0

КТ – определ. порядок ср кин. эн. хаотического теплового двигателя молекул

Если Е_мин<<КТ, то вещ-во находится в газообр. состоянии, т.к. интенсивное тепловое движение молекул препятствует соединению молекул, сблизившись до расстояния r0, т.е. вероятности образования агрегатов из молекул достаточно мала

Если Е_мин>>КТ, то вещ-во находится в тв. сост, т.к. молекулы притягиваются друг к другу, располагаются в определенном порядке и колеблются около положения равновесия, определяемого расстояние r0

Если Е_мин==КТ, то вещ-во находится в жидком состоянии, т.к. в результате теплового движения молекулы перемещаются в пространстве, обмениваются местами, но не расходятся на расстояние превышающее r0

Т.к. любое вещество в зависимости от температуры может находиться в газообр, жидком и тв. состоянии, при чем температура перехода из одного состояния в другое зависит от значения Е_мин для данного вещ-ва.

Например у инертных газов Е мало, а у металлов – велико.

При обычных компактных температурах, первые находятся в газообр. состоянии, вторые в твердом