66. Рівняння Ван-дер-Ваальса. Ізотерми Ван-дер-Ваальса.
Рівняння Ван дер Ваальса — модельне рівняння стану неідеального газу.
.
де P — тиск, V — об'єм, N — число молекул, T — температура, kB — стала Больцмана, a та b — характерні для кожного реального газу сталі, які будуть визначені нижче.
Рівняння ван дер Ваальса описує збільшення тиску при зменшенні об'єму розріджених газів, перенасичену пару, перегріту рідину, різке зменшення стисливості в рідкій фазі. Рівняння ван дер Ваальса визначає також критичну температуру, вище якої газ не зріджується при жодному тиску. Фактично рівняння Ван дер Ваальса описує різницю між станом реального та ідеального газів.
Розглянемо типову ізотерма для рівняння ван дер Ваальса. При великих об'ємах зі зменшенням об'єму тиск збільшується. Проте на ізотермі є ділянка (позначена червоним) для якої тиск падає зі зменшенням об'єму. Збільшення тиску при зменшенні об'єму є унівенсальним законом фізики.
На кривій ізотерми ван дер Ваальса існують ще дві ділянки Ці ділянки відповідають метастабільним станам. ділянка кривої ван дер Ваальса відповідає переохолодженому газу, тобто стану, в якому конденсація ще не розпочалася, хоча стан (горизонтальна крива), у якому краплини рідини співіснують з газом, є найстабільнішим. Метастабільний стан переохолодженої рідини можна реалізувати експериментально. Він знайшов застосування в камерах Вільсона. Рідина легко переходить із переохолодженого стану в стабільний стан на горизонтальній кривій.
Друга ділянка – дылянка перегрітої рідини. Перегріта рідина є метастабільним станом. Вона теж використовується в ядерній фізиці для детектування треків швидких частинок у бульбашкових камерах.
Класифікація матеріалів за електричними властивостями. Провідники, діелектрики, напівпровідники та надпровідники.
За електричними властивостями матеріали поділяються на діелектрики, напівпровідники та провідники. Основна їх характеристика це провідність (опір) з точки зору протікання електричного струму. А з точки зору протікання магнітного потоку матеріали бувають магнітні та немагнітні.
Якщо у діелектриків основна характеристика діелектрична проникність, то у магнітних – магнітна проникність.
Якщо на діелектрик діє електричне зовнішнє поле, то у цьому діелектрику протікає явище поляризації. Залежно від цього діелектрики мають різні властивості.
Особливу увагу треба звернути на сегнетоелектрики, для яких характерна петля гистерезису, як у феромагнетиків.
В ідеальних діелектриків втрат електроенергії не існує, а у реальних – втрати бувають як при дії на них постійного за часом, так і змінного електричного поля.
В останні часи мають велике розповсюдження порівняно нові матеріали – пластмаси. Треба звернути увагу тільки на їх переваги, але і недоліки.
Газові та рідинні діелектрики виконують ще і допоміжну функцію – відводять тепло від провідників до навколишнього середовища, а тверді діелектрики часто виконують допоміжну роль механічної конструкції.