![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Предмет молекулярная физика. Основные положения мкт и их анализ. Идеальный газ.
- •Статистический и термодинамический методы описания систем многих частиц. Основное уравнение молекулярно–кинетической теории идеального газа.
- •Температура. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Основные понятия термометрии.
- •Уравнения состояние и законы идеального газа.
- •Распределение максвелла. Характерные скорости распределения максвелла и их сравнение (вывод).
- •13.Задачи термодинамики. Нулевое начало. Внутренняя энергия тел. Внутренняя энергия.
- •15. Работа в термодинамике. Вычисление работы в изопроцессах иг.
- •Теплота. Теплоёмкость. Общее выражение для теплоёмкости. Теплоёмкость иг в изопроцессах.
- •17.Первое начало термодинамики и его различные формулировки
- •19.Адиабатный процесс. Уравнение адиабаты (вывод).
- •22 Второе начало термодинамики и его различные формулировки.
- •24. Первая теорема карно. (доказательство)
- •Вторая теорема карно. Неравенство клаузиуса.
- •Энтропия как функция состояния.
- •Изменение энтропии в иг.
- •30.Метод термодинамических потенциалов. Внутренняя энергия и свободная энергия Гельмгольца.
- •31.Метод термодинамических потенциалов. Энтальпия и потенциал Гиббса.
- •32.Соотношение взаимности Максвелла и их значение.
- •33.Критерии устойчивости термодинамических систем. Принцип Ле Шателье-Брауна. Общие критерии термодинамической устойчивости
- •Принцип Ле-Шателье – Брауна
- •34.Различные формы уравнения состояния реального газа. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Изотермы реального газа.
- •35.Изотермы газа Ван-дер-Ваальса. Метастабильные состояния.
- •36.Критические состояния. Свойства вещества в критическом состоянии.
- •37.Приведенное уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •38.Внутренняя энергия газа Ван-дер-Ваальса.
- •41.Эффект Джоуля-Томсона. Интегральный коэффициент дросселирования (a0; b 0). Температура инверсии.
- •42.Поверхностное натяжение. Энергетический и динамический смысл коэффициента поверхностного натяжения. Методы определения.
- •43.Условия равновесия на границе двух сред (жидкость жидкость).
- •44.Условия равновесия на границе двух сред (жидкость тв. Тело). Смачивание.
- •45.Давление под искривлённой поверхностью. Капилляры и капиллярные явления. Формула Лапласа.
- •46.Фазы и фазовые превращения. Условия равновесия двух фаз химически однородного вещества.
- •47. Диаграмма состояния. Тройная точка. Равновесие трёх фаз химически однородного вещества.
- •48. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Фазовые переходы.
- •49. Динамическое равновесие на границе жидкость-пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.
- •53.Процессы переноса,их природа.Общее ур-е процессов переноса.
- •54.Вязкость. Закон Ньютона для вязкого трения. Коэффициент вязкости и способы его измерения.
- •55.Теплопроводность.Закон Фурье.Коэфф. Теплопроводности.
- •56.Диффузия.Закон Фика.Коэфф. Диффузии. Связь между коэфф-ми процессов переноса.
43.Условия равновесия на границе двух сред (жидкость жидкость).
Явления, которые возникают на границе двух несмешивающихся жидкостей, определяются силами поверхностного натяжения. Хорошо известно, что разные жидкости ведут себя по-разному. Так, капля масла, помещенная на поверхность воды, принимает форму линзы, а капля бензина растекается на поверхности воды, образуя очень тонкую пленку. Пусть имеем границу трех сред: жидкость 1 граничит с жидкостью 2, жидкости 1 и 2 граничат со средой 3, которая представляет собой смесь воздуха и паров жидкостей 1 и 2.
Рис 1
Рассмотрим случай, когда капля жидкости
2 под действием силы тяжести втягивается
в жидкость 1, приобретая форму линзы
(рис.1). Граница соприкосновения трех
сред представляет собой окружность. На
каждый элемент длины Δl
этой окружности действуют три силы:
Все
эти силы направлены по касательным к
поверхностям соприкосновения граничащих
сред:
–
коэффициенты поверхностного натяжения
на соответствующих границах раздела.
Поскольку газовые среды оказывают
слабое влияние на поверхностное натяжение
граничащей с ними жидкости, то можно
приблизительно считать, что
и
.Капля
жидкости 2 будет находиться в равновесии
при условии, что все действующие на нее
силы друг друга взаимно уравновешивают.
Спроектировав все действующие на каплю
2 силы на горизонтальное и вертикальное
направления, получаем:
Используя
выражения
,равенства
можно
представить в виде:
Возведя в квадрат последние соотношения
и сложив их, получаем:
Используя обозначение
,
равенство
можно записать в виде:
Полученное
равенство показывает, что угол θ
определяется значениями коэффициентов
поверхностного натяжения, то есть, в
конечном счете, силами молекулярного
взаимодействия между молекулами каждой
жидкости и молекулами граничащих с ней
сред.
Очевидно, что при некотором соотношении
между
может возникнуть ситуация, при которой
cosθ окажется равным единице. Это означает,
что угол θ равен нулю. Значение краевого
угла θ = 0 соответствует условию, при
котором жидкость 2 растекается по
поверхности жидкости 1 в виде очень
тонкой пленки. В этом случае принято
говорить, что жидкость 2 полностью
смачивает жидкость 1. Таким образом,
полное смачивание наблюдается при
выполнении условия
В
том случае, когда выполняется неравенство
капля
жидкости 2 на поверхности жидкости 1
будет стягиваться до тех пор, пока не
наступит ситуация, соответствующая
выполнению условия
то
условие определяет положение жидкости
2 на поверхности жидкости 1 в виде
двояковыпуклой линзы, как это представлено
на рис. 1.
44.Условия равновесия на границе двух сред (жидкость тв. Тело). Смачивание.
Рассмотрим условия смачивания и несмачивания на границе жидкости с твердым телом. Следует отметить, что поверхностным натяжением обладают не только жидкости, но и твердые тела. Наличие в твердых телах строго периодической кристаллической структуры свидетельствует о наличии в них сил притяжения между молекулами. Благодаря наличию этих сил поверхностное натяжение возникает и в твердых телах. Рис1
Пусть капля жидкости 2 помещена на
поверхность твердого тела 1 (рис.1). На
рисунке указаны силы поверхностного
натяжения, действующие на границе
жидкость-твердое тело (
),
жидкость-газ (
)
и твердое тело-газ (
).
Ясно, что поведение капли на поверхности
твердого тела зависит от величины этих
сил.
Рассмотрим два случая. Если
,то
жидкость 2 растекается по поверхности
тела 1 до образования очень тонкой пленки
вплоть до образования мономолекулярного
слоя. При выполнении этого условия
наступает полное смачивание жидкостью
поверхности твердого тела. Угол θ при
этом равен 0. Если при некотором соотношении
между
,
а также значении косинус оказывается
справедливым равенство:
;то
имеет место так называемое неполное
смачивание. Жидкость 2 растекается по
поверхности твердого тела до тех пор,
пока не выполнится равенство
Угол θ при этом является острым (рис.2).
Некоторые жидкости на поверхности
твердого тела образуют капли, равновесная
форма которых определяется неравенством
о имеет место так называемое неполное
смачивание. При этом угол θ является
тупым углом (рис.3). Силы
тремятся придать капле сферическую
форму, чему препятствует действующая
на каплю сила тяжести. В этом случае
имеет место частичное несмачивание. В
реальной ситуации при взаимодействии
жидкости с твердым телом реализуются,
как правило, две возможности – либо
частичное смачивание(
, либо частичное несмачивание(
. Смачивание, явление, возникающее при
соприкосновении жидкости с поверхностью
твёрдого тела или другие жидкости. Оно
выражается, в частности, в растекании
жидкости по твёрдой поверхности,
находящейся в контакте с газом (паром)
или другой жидкостью, пропитывании
пористых тел и порошков, искривлении
поверхности жидкости у поверхности
твёрдого тела. Так, Смачивание вызывает
образование сферического мениска в
капиллярной трубке, определяет форму
капли на твёрдой поверхности или форму
газового пузырька, прилипшего к
поверхности погруженного в жидкость
тела. Смачивание часто рассматривают
как результат межмолекулярного
(вандерваальсова) взаимодействия в зоне
контакта трёх фаз (тел, сред). Однако во
многих случаях, например при соприкосновении
жидких металлов с твёрдыми металлами,
окислами, алмазом, графитом, Смачивание
обусловлено не столько межмолекулярным
взаимодействием, сколько образованием
химических соединений, твёрдых и жидких
растворов, диффузионными процессами в
поверхностном слое смачиваемого тела.