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
1.1 Сделав замену
Минимальное значение достигается при:
т. е. при:
и равно:
Энергия взаимодействия равна нулю при:
1.2 Качественно изобразите график зависимости
1.2 График зависимости 
2.1 Сколько соседей каждой группы имеет молекула находящаяся внутри жидкости?
2.1 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.
2.2 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
2.3 Потенциальная энергия взаимодействия молекулы со всеми соседями равна:
Сделав замену
Минимальное значение энергии реализуется при:
т. е. при:
Минимальное значение энергии равно:
3.1 Пусть молярная масса жидкости равна
3.1 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 ).
3.2 Молекула должна получить энергию равную (по модулю) энергии взаимодействия со своими «соседями» на поверхности жидкости (п. 2.2):
При испарении массы
откуда:
3.3 Определите коэффициент поверхностного натяжения жидкости
3.3 Для выхода молекулы на поверхность ей необходимо сообщить энергию равную:
При образовании поверхности с площадью
откуда
4.1 Для молекул азота:
4.1 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 …
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
Давление на глубине
У
Р
Б
П
≈3/5
Т2
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 …