Режим тренировки Edu
Баллы скрыты. Решайте по частям: открывайте подсказки и ответ только когда застряли, отмечайте решённое.Для жидкостей, состоящих из неполярных молекул, потенциальная энергия взаимодействия (по модулю) двух молекул приближенно выражается следующим образом:
где
В данной задаче мы предлагаем Вам рассчитать некоторые свойства жидкости (плотность, удельную теплоту парообразования и коэффициент поверхностного натяжения), основываясь на достаточно простых представлениях о ее строении.
1.1 Определите, при каком расстоянии потенциальная энергия взаимодействия минимальна и чему она равна. При каком
Сделав замену
1.2 Качественно изобразите график зависимости
2.1 Сколько соседей каждой группы имеет молекула находящаяся внутри жидкости?
Кубическая решетка изображена на рис. 2. Молекула, находящаяся внутри жидкости, имеет 6 «близких соседей», 12 «средних» и 8 «дальних». Всего 26 штук.
2.2 Сколько соседей каждой группы имеет молекула находящаяся на плоской поверхности жидкости?
Представь сечение кубической решётки плоскостью поверхности — какие соседи исчезают у вершины на поверхности?
Аналогично пункту 2.1 пересчитай количества соседей, исключив те, которые находятся по ту сторону поверхности; используй ту же геометрию куба.
- Нарисуй локальную картину вершины на плоской поверхности и отметь соседние узлы в трёх группах.
- Отбрось соседей, находящихся под поверхностью (обычно половина некоторых групп исчезает).
- Пересчитай по каждой группе оставшиеся вершины.
- Выразите числа соседей каждой группы для молекулы на поверхности.
Молекула, находящаяся на поверхности жидкости, имеет 5 «близких соседей», 8 «средних» и 4 «дальних».
2.3 Учитывая взаимодействия со всеми соседями, определите при каком значении периода
Потенциальная энергия взаимодействия молекулы со всеми соседями равна:
3.1 Пусть молярная масса жидкости равна
В объеме
3.2 Считая, что парообразование происходит с поверхности, определите удельную теплоту парообразования жидкости
Подумай, какую энергию должна получить молекула, чтобы покинуть жидкость и попасть в пар: какая разница энергий важна — внутренняя или поверхностная?
Используй энергию взаимодействия молекулы внутри (
- Вычисли модуль необходимой энергии на одну молекулу при переходе в пар как разность соответствующих энерорий соседств (взяв модуль).
- Для массы
найди число испаряющихся молекул и умножь на энергию на одну молекулу. - Раздели получённую энергию на массу
, получив удельную теплоту парообразования . - Выразите
из полученной системы через (используя из п.2.2 и ).
Молекула должна получить энергию равную (по модулю) энергии взаимодействия со своими «соседями» на поверхности жидкости (п. 2.2):
При испарении массы
3.3 Определите коэффициент поверхностного натяжения жидкости
Для выхода молекулы на поверхность ей необходимо сообщить энергию равную:
При образовании поверхности с площадью
4.1 Для молекул азота:
Численные значения плотности, удельной теплоты парообразования и коэффициента поверхностного натяжения:
Табличные значения равны:
Очень даже неплохо!
Похожие задачи
Необычные пленки!?
Не нравятся длинные условия? Тогда думайте сами! В задании рассматриваются свойства двух типов пленок с необычными свойствами. Отметим, что свойства …
У Р Б П ≈3/5 Т3
Вода из воздуха
Для дачных участков, удалённых от источников воды, предлагается следующий генератор воды из воздуха. Насыпается пирамида из камней. Днём в тёплое …
У Р Б П ≈3/5 Т1
Что изучает физика?
Все науки делятся на две части – физика и коллекционирование марок! Э. Резерфорд
У Р Б П ≈3/5 Т3
Давление на глубине
Часть 1.
У Р Б П ≈3/5 Т2
Утечка … центра масс
Задача 10 - 2. Утечка ... центра масс
В вертикальный тонкостенный цилиндрический сосуд радиуса
Камера Вильсона
Листы ответов к данной задаче не прилагаются! Камера Вильсона - замечательный прибор для исследования заряженных частиц, который сыграл и до сих пор …
У Р Б П ≈4/5