ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реальные газы из "Краткий курс физической химии Издание 3" Теплоемкость системы, соответствующая бесконечно малому изменению температуры, называется истинной теплоемкостью. [c.99] Количество теплоты выражается обычно в калориях (или в килокалориях). В настоящее время в качестве основной единицы энергии принят джоуль (абсолютный,) а калория рассматривается как вспомогательная единица, определяемая по отношению к джоулю. При этом применяются две несколько различающиеся калории. В теплотехнических расчетах принята калория, равная 4,1868 (Зжог/ля (ГОСТ 8550—57), а в химических расчетах применяют термохимическую калорию, равную 4,1840 джоу.гя. Килокалория (ккал) равна одной тысяче калорий, т. е. 1 ккал = 1000 кал. [c.99] Рассмотрим, на что же расходуется теплота при нагреве газа. Если нагрев производится при постоянном объеме, то вся поглощаемая теплота идет на увеличение внутренней энергии газа. [c.100] Это количество энергии равно изохорной теплоемкости Су, т. е. [c.101] Опытные данные, приведенные в табл. 10, подтверждают этот вывод. [c.101] При исследовании этого вопроса методами кинетической теории, естественно, приходится несколько усложнить представление о молекулах и учесть, что они не только обладают размером, но и не всегда имеют шарообразную форму. Поступательное движение молекулы может быть разложено на три независимые составляющие по трем координатным осям. Вращательное движение многоатомных молекул в общем случае, тоже может быть разложено на три независимые составляющие вращения вокруг трех основных координатных осей. Кинетическая теория пользуется при этом понятием числа степеней свободы молекулы, т. е. числа независимых составляющих данного еида движения. [c.102] В случае двухатомных молекул одно из направлений вращения—вокруг оси, соединяющей центры атомов (ось АВ, рис. 23),— не требует расхода энергии и не влияет на передачу энергии при столкновениях. Поэтому вращательное движение в двухатомных молекулах обладает только двумя степенями свободы, что соответствует вращению вокруг двух осей, перпендикулярных оси АВ. [c.102] Вместе с тем в этом случае значительно возрастает роль не учитывавшихся нами внутреннего вращения (вращения одной части молекулы относительно других частей ее) и колебательных движений внутри молекулы, которые не поддаются такому простому расчету. Для них и закон равного распределения энергии между степенями свободы уже неприменим, и повышение температуры может не только усиливать колебания, но и приводить к развитию их по большему числу связей. [c.104] Данные, приведенные в табл. 10, показывают, чтэ теплоемкости газов с многоатомными молекулами оказываются больше, чем значения их, определяемые равенствами (111, 27). Теплоемкости Возрастают с повышением температуры и, например, для Nj Ср возрастает с 7 кал/град- моль при 30Э К до 7,8 при 1000°К и до 9,0 кал град моль при 5000°К. [c.104] Общий характер этой зависимости объясняется тем, что при сжатии газа, вызывающем сближение его молекул, их взаимное притяжение усиливается, и объем газа вследствие этого уменьшается сильнее, т. е. произведение ри уменьшается. Но при очень сильном сближении молекул начинает проявляться наличие у них собственного объе.ма (который не зависит от давления), и по мере дальнейшего повышения внешнего давления уменьшение объема газа происходит в меньшей степени, чем у идеального газа, т. е. произведение pv возрастает. [c.105] В области низких давлений все изотермы должны иметь горизонтальный участок (не всегда видимый при большом масштабе). Это следует из закона Бойля—Мариотта (ри= сопз1). [c.105] Поведение азота в области низких давлений (при 0°С) представлено в аналогичной диаграмме на рис. 25. Опытные данные подтверждают, что в этой области законы идеальных газов хорошо применимы ко многим реальным газам (азоту, водороду, кислороду, окиси углерода и др.). [c.105] Основными причинами указанных отклонений служат взаимное притяжение между молекулами газа и наличие у них собственного объема. [c.106] Для газов, находящихся при постоянном внешнем давлении, взаимное притяжение между молекулами вызывает уменьшение объема, занимаемого газом, т. е. действует как некоторое добавочное давление, приложенное к газу. [c.106] Что касается собственного объема молекул, то наличие его уменьшает свободное пространство между ними. [c.106] Вернуться к основной статье