Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Бондарев Б.В. Курс общей физики Кн. 3 Термодинамика. Статистическая физика. Строение вещества

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
21.07.2024
Размер:
35.56 Mб
Скачать

Изотерма ре, не имеет

вырождается ной перегиба

реального газа, соответствующая критической температу-

.

Отрезок ЬС на зтон изотерме

горизонтального участка

 

в точку, которая называется критической и является точ-

кривой. В зтои точке производная от давления по объему

равна нулю:

”(

Т

)

Л

шт)

дР

при

Т-Ткр.

(д-у)Т-0

,

что

в

хри-

Это условие означает

 

 

 

Штат

І

¦ ¦

тическом состоянии давление вещества не зависит от занимаемого нм объема.

Вследствие этого концентрация молекул испытывает значительные флух-

о

 

'

3:

Рис. 7.5.

т

т

 

“Р

 

Температурные зависимости

мощностей жидкости

 

 

и насыщенного пара

 

туацин, т.е. в небольших объемах число молекул случайным образом заметно изменяется с течением времени. Это происходит потому, что при сжатии или расширении канон-либо части вещества его давление остается посто-

янным и ие возникают силы, препятствующие изменению концентрации

молекул.

В критическом состоянии исчезает различие между газом и

жидкостью. Вещество как бы выбирает себе агрегатное состояние и в не.

больших

объемах

. При

становится попеременно то газом, то жидкостью

 

 

-

небольшом увеличении температуры все вещество переходит в газообраз

ное состояние, а при ее понижении оно частично или полностью превра-

 

 

.

ЩШСЯ В ЖШОСТЬ

 

Ри

І

І І І І І ¦

іІ

І

¦

ІЬ'

1

 

ОУж И

С?

і=\

У;

И,

У

Рис.

7.6. Изотермы реального газа п газа Ван-дер-Воалъсо

202

линки, капельки жидкости и заряженные частицы (ионы). Если из газа удалить все возможные центры конденсации, то такой очищенный газ может сколь угодно долго находиться в метастабильиом состоянии при

давлении Р,

превышающем давление Рт. насыщенного пара при

температуре.

Но достаточно появиться в газе хотя бы одному

данной центру

конденсации, как на нем возникнет капелька - зародыш которая начнет быстро расти за счет прилипающих к ней

жидкой фазы, молекул газа,

и вещество перейдет в двухфазное состояние.

-

 

 

 

 

 

 

 

Возникновению зародышей газовой фазы в первоначально однород

ной жидкости также способствует присутствие в ней инородных частиц.

мельчайших пузырьков растворенных в ней газов и, в особенности, пу-

зырьков газа в микроскопических полостях стенок сосуда,

-

содержаще

го исследуемую жидкость.

Возникающие возле этих неоднородностей

зародыши газовой фазы (т.е.

пузырьки пара) начинают быстро расти

вследствие того, что они заполняются молекулами, отрывающнмися от

 

 

 

 

 

,

и повышенное давление увели-

поверхности окружающей их жидкости

 

 

чивает их размеры.

Процесс бурного роста пузырьков пара называется

кипением жидкости.

Если в жидкости отсутствуют центры,

возле кото-

рых могут образоваться зародыша газовой фазы, то, нагревая жидкость.

ее можно перевести

в

метастабильиое состояние, когда ее давление Р

меньше давления Рт.

 

 

 

 

, т.е.

насыщенного пара при данной температуре

сделать жидкость перегретой.

 

 

 

Когда через перегретую жидкость пролетает с большой скоростью за-

ряженная частица, она ионизирует встречающиеся на ее пути молекулы

жидкости.

Возникающие при этом ионы служат центрами, вокруг ко-

 

 

 

 

 

 

 

, при

торых зарождаются пузырьки насыщенного пара. Таким образом

движении в перегретой жидкости заряженная частица оставляет замет-

ный след а виде множества мелких пузырьков пара. Этот след хорошо

 

 

 

 

 

.

Прибор, в котором этот прин-

виден и может быть сфотографировал

 

 

цип применяется для исследования траектории движения заряженных

частиц, называется пузырьковой камерой. В качестве рабочей жидкости

в таких камерах обычно используют жидкий водород.

Заряжеиная

По аналогичному принципу работает камера Вильсона.

частица, двигаясь с большой скоростью в переохлажденном паре. иони-

зирует его молекулы.

Образующиеся ионы являются центрами конден-

сации, вокруг которых зарождаются капельки жидкости.

Множество

мелких капелек, которые оставляет за собой движущаяся заряжеиная

частица, позволяет увидеть и сфотографировать ее с пузырьковой камерой камера Вильсона является

траекторию. Вместе важнейшим инстру-

ментом для исследования элементарных частиц.

204