Cтраница 4
Внутренняя энергия вещества является энергией составляющих вещество молекул. В обычных термодинамических процессах изменения претерпевают лишь кинетическая и потенциальная части внутренней энергии. Первая зависит от скоростей движения молекул ( поступательного, вращательного, колебательного), вторая обусловливается наличием сил взаимодействия ( притяжения или отталкивания) между молекулами и расстоянием между ними. [46]
В технической термодинамике рассматриваются только такие процессы, в которых изменяются кинетическая и потенциальная составляющие внутренней энергии. При этом знания абсолютных значений внутренней энергии не требуется. Поэтому в понятие внутренней энергии будем в дальнейшем включать для идеальных газов кинетическую энергию движения молекул и энергию колебательных движений атомов в молекуле, а для реальных газов еще дополнительно и потенциальную составляющую энергии, связанную с наличием сил взаимодействия между молекулами и зависящую от расстояния между ними. [47]
При дальнейшем движении зарядов по цепи происходит постепенное накопление этих зарядов на обкладках конденсатора. С верхней обкладки все большее и большее число электронов уходит к положительному полюсу источника, и обкладка приобретает все больший и больший положительный заряд. В то же время все большее и большее количество электронов с отрицательного полюса источника поступает на нижнюю обкладку, и она приобретает все больший и больший отрицательный заряд. Благодаря наличию сил взаимодействия заряды на обеих обкладках в любой момент времени оказываются равными между собой. [48]
При движении в трубах, каналах или руслах жидкость в различных точках поперечного сечения потока перемещается с различной скоростью. Так, скорость движения воды в реке больше в середине и на поверхности, чем у берегов и у дна. Скорость потока вдоль оси трубы максимальна, а у самых ее стенок равна нулю. Эти факты объясняются наличием сил взаимодействия между молекулами жидкости, препятствующими перемещению одних молекул или слоев жидкости относительно других. [49]
Как было указано в кинематике, совокупность ( множество) материальных точек называется механической системой, если движение любой точки множества зависит от движения и положения остальных точек. Классическим примером механической системы является солнечная система. Движение любой планеты в солнечной системе зависит от движения и положения Солнца и всех остальных планет, входящих в систему. Определяющим признаком механической системы является наличие сил взаимодействия между отдельными материальными точками системы. Рой комаров, например, не является механической системой точек, так как любой комар может покинуть систему, не нарушив движения остальных. В механических системах движения отдельных точек взаимообусловлены. Именно взаимодействие в наблюдаемых движениях отдельных точек или частях системы есть главное, что характеризует механическую систему материальных точек. [50]
Главным признаком термодинамически устойчивых растворов является их гомогенность. В отличие от того, когда смешивающиеся вещества образуют новое химическое соединение, соотношение компонентов в растворе не является строго определенным, а состав его может в известных пределах плавно изменяться. В то же время раствор не является простой механической смесью составляющих его веществ. Известно, что образование раствора из отдельных компонентов сопровождается выделением или поглощением теплоты и изменением объема. Это указывает на наличие сил взаимодействия между частицами раствора. Под воздействием этих сил происходят диссоциация и ассоциация частиц и образование химических соединений различной прочности и состава. [51]
В этом уравнении под знаком логарифма поставлена величина а вместо реальной концентрации с. Величину а принято называть активностью. Смысл величины активности а можно охарактеризовать, назвав ее активной концентрацией. Свободная энергия раствора сильного электролита может быть выражена уравнением ( 46) только в случае подстановки некоторой величины, не соответствующей истинной концентрации. Различие между свойствами идеального раствора и раствора сильного электролита обусловлено наличием сил взаимодействия между ионами. Силы электрического взаимодействия обратно пропорциональны квадрату расстояния между зарядами, и, следовательно, при разбавлении раствора электролита, силы взаимодействия между ионами быстро падают. Это означает, что чем раз-бавленнее раствор электролита, тем ближе он по своим свойствам к раствору идеальному. [52]
В интервале не очень больших давлений это уравнение качественно верно описывает зависимость растворимости вещества в сжатом газе от давления. При более высоких давлениях даже качественное схождение нарушается. Кривая растворимости, рассчитанная по уравнению ( 6), всегда выпукла к оси давлений. Подсчет величин N по уравнению ( 6) дает величины, значительно более низкие, чем экспериментальные. Объясняется это тем, что при выводе этого уравнения ( точно так же, как это было сделано ранее Дальтоном) не учитывалось наличие сил взаимодействия между молекулами компонентов в газовой фазе. На то, что такое взаимодействие существует, указывает постоянно обнаруживаемая экспериментально зависимость концентрации вещества в газовой фазе не только от температуры и давления, но и от природы газа. [53]