* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

877 ГАЗ Табл. Число­ вые значе­ ния г 3 5 6 1. — Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е н и я c , ср я f д л я г а з о в . v 878 но д л я и д е а л ь н о г о Г . р и v л и н е й н о з а в и с я т от Т, п о з а к о н у Г е й - Л ю с с а к а (4) и (5); с л е д о ­ в а т е л ь н о , п р а в ы е ч а с т и у р а в н е н и й (9) о б р а ­ щаются в 0 и значе­ Средние значения Г а з ы c v [?Ss = dv/ р T _о др/т при t°S20°C Ср Т Т е п л о е м к о с т и с и c не н е з а в и с и м ы д р у г от Друга, но связаны д л я идеального Г . про­ стым у с л о в и е м : v с р c = Ii, v р (10) в ы т е к а ю щ и м и з г а з о в ы х з а к о н о в (R имеет размерность теплоемкости), т . е., если с и c о т н о с и т ь к 1 м о л ю и д е а л ь н о г о Г . , то о н и р а з н я т с я м е ж д у собой н а 2 * ( т о ч н е е — н а v H g (пары), Н е , Аг и др. 4,9 2,9 Воздух, H , N , 0 , СО 6,90 4,91 Н О (пары), C O „ N 0 , H S 6,1—7,3 8,3—9,2 s a 2 а 2 S 1,66 1,404 1,31 Пары эфира (слож­ ные многоатомн. молекулы) 32 р 1,06 1,986) — & ^ & моль град. В кинетической теории принимается, по принципу равномерн. распределения энер­ г и и , ч т о н а к а ж д у ю с т е п е н ь свободы г а з о в о й м о л е к у л ы п р и х о д и т с я э н е р г и я ?1с Т, а н а 1 моль приходится 0 (к = — д о е с т ь г а з о в а я п о с т о я н н а я , р а с с ч и ­ танная на 1 молекулу — п о с т о я н н а я Б о л ь ц м а н а ) . Ч и с л о м степеней с в о б о ­ д ы (г) н а з ы в а е т с я ч и с л о н е з а в и с и м ы х д р у г от д р у г а в и д о в м е х а н и ч . э н е р г и и , к о т о р о й обладает молекула Г . Тогда энергия 1 моля 0 U=±i-R-T p v и (12) v р c = c + B=(~i+l)-R ( п р и б л и ж е н н о , с ч и т а я В=2, c =i, с =г+2). В учении о Г . в а ж н у ю р о л ь играет отно­ ш е н и е ^ = у; и з у р а в н е н и й (11) и (12): У = 1 + - & (13) В простейшем случае о д н о а т о м н о г о Г . ( м о л е к у л а к - р о г о состоит и з 1 а т о м а , к а ­ ковы благородные Г. и пары многих метал­ л о в ) i н а и м е н ь ш е е и р а в н я е т с я 3: в с я э н е р ­ г и я молекулы сводится к кинетич. энергии ее п о с т у п а т е л ь н ы х д в и ж е н и й , к о т о р ы е м о г у т совершаться по трем независимым взаим­ но п е р п е н д и к у л я р н ы м н а п р а в л е н и я м ; т о г д а е<,=2,98^3 — — v ,е =4,98^5-——— , й & моль град. Р & моль град. а у имеет н а и б о л ь ш у ю в о з м о ж н у ю в е л и ч и н у : у = — = 1,667. Д л я д в у х а т о м н ы х Г . ( Н , О , N , СО и д р у г и е ) м о ж н о с ч и т а т ь г — 3 + 2 (два в р а щ е н и я в о к р у г д в у х взаим­ но п е р п е н д и к у л я р н ы х о с е й , п е р п е н д и к у л я р ­ ных к линии, соединяющей оба атома); то­ гда c = 4,96 5, с ----- 6,95 ?Ё 7 и у = ~ = = 1,40. Д л я т р е х а т о м н о г о Г . ( Н 0 , С 0 , H S, N 0 ) i = 3 + 3 (вращение вокруг т р е х в з а и м н о п е р п е н д и к у л я р н ы х осей) и с „ = 5 , 9 6 ~ 6 , с = 7 , 9 5 ^ 8 и у = -1=1,33. П р и дальнейшем усложнении строения мо­ л е к у л ы , т . е. с у в е л и ч е н и е м г, в о з р а с т а ю т 2 2 2 v р 2 2 2 2 р Д л я одноатомных Г . c и с , в соответствии с теорией, практически не изменяются с Т ( т а к , д л я А г з н а ч е н и я с„ и с л е ж а т в п р е ­ д е л а х от 2,98 д о 3,00 м е ж д у t° = 0° и 1 000° С). И з м е н е н и я с„и с с t° н а х о д я т о б ъ ­ яснение в теории квант. Впрочем, теплоем­ кости Г . , близких к идеальным, практиче­ ски почти не изменяются в ш и р о к и х интер­ в а л а х температуры. Экспериментально опре­ д е л я ю т с я о б ы ч н о с и 7, a c в ы ч и с л я е т с я из этих данных. Реальные Г. В с е Г . , с у щ е с т в у ю щ и е в д е й ­ с т в и т е л ь н о с т и , — р е а л ь н ы е Г . б. и л и м . у к л о н я ю т с я от з а к о н о в и д е а л ь н ы х Г . , н о т е м м е н ь ш е , ч е м в ы ш е t° и ч е м н и ж е р. Т . о . законы идеальных газов являются д л я р е а л ь н ы х г а з о в п р е д е л ь н ы м и . П р и обыч­ н о й t° у к л о н е н и я м е н ь ш е в с е г о у Г . , t m. к - р ы х чрезвычайно н и з к и (т. н . постоянные газы: Н е , Н , N , 0 , воздух); у газов ж е со с р а в н и т е л ь н о в ы с о к о й t° m. и у паров ( п а р о м н а з ы в а е т с я Г . п р и t°< t%pum.) у к л о ­ н е н и я бывают очень з н а ч и т е л ь н ы . П р и ч и ­ н ы у к л о н е н и й р е а л ь н ы х Г . от г а з о в ы х з а ­ к о н о в з а к л ю ч а ю т с я в т о м , ч т о : 1) в н и х д е й ­ ствуют м е ж д у м о л е к у л я р н ы е силы; поэтому поверхности, молекулы втягиваются внутрь газов силами, равнодействующая которых, рассчитанная н а единицу поверхности и направленная перпендикулярно к ней, на­ зывается м о л е к у л я р н ы м (внутрен­ н и м ) д а в л е н и е м К; 2) н е в е с ь объем Г . v, а т о л ь к о ч а с т ь е г о (v—b) д а е т с в о ­ б о д у д л я д в и ж е н и й м о л е к у л ; ч а с т ь объема Ъ, к о в о л ю м , к а к б ы з а н я т а с а м и м и м о л е ­ к у л а м и . Е с л и бы г а з б ы л и д е а л ь н ы м , е г о давление было бы больше наблюдаемого р н а в е л и ч и н у К; п о э т о м у у р а в н е н и е с о с т о я ­ ния реального Г . напишется в виде. (p+K)-(v-b)=R • Т. (14) В этом о б щ е м у р а в н е н и и К и Ъ м о г у т з а в и ­ сеть от Г и г ; . Ван-дер-Ваальс показал,что в простейшем с л у ч а е К — ~ , а Ъ—величина постоянная, v р р р v a KpU 2 2 2 KpU р а в н а я учетверенному объему самих моле­ к у л Г . Таким образом уравнение Ван-дерВ а а л ь с а имеет в и д : -{v-b)=T-R; (15) а и 6, к о н с т а н т ы В а н - д е р - В а а л ь с а , к а к п о ­ к а з ы в а е т о п ы т , в с е ж е з а в и с я т от Т и v, и п о т о м у у р - и е (15) я в л я е т с я л и ш ь п е р в ы м приближением; оно х о р о ш о передает к а ч е ­ ственную форму и з о т е р м р е а л ь н ы х Г . Н а фиг. 1 изображены д л я С 0 теоретич. 2 c и с, v р а у = 1 + -|- и стремится к 1. Т а б л . 1 п о к а з ы в а е т , ч т о все с к а з а н н о е х о р о ш о с о ­ гласуется с данными опыта, что у всегда > 1 и ^ 1,667 и н е м о ж е т быть = 1,50 ( д л я г=4).