Основные положения МКТ

21

КИПЕНИЕ

- процесс активного парообразования во всем объеме жидкости. Сопровождается образованием и ростом пузырьков пара внутри жидкости. Пузырьки образуются около центров парообразования (примеси, микротрещины).

Кипение происходит: во всем объеме,

при постоянной температуре (температура кипения). Поэтому требует постоянного притока тепла. Температура кипения определяется

свойствами жидкости (таблица т-р кипения). внешними условиями (давлением).

Условие роста пузырьков: pпара>pатм+ gh - следовательно, с понижением атм. давления темп-ра кипения понижается.

Условие подъема пузырька: FАрх mg.

ВЛАЖНОСТЬ.

ВЛАЖНОСТЬ. ВОЗДУХА - величина, характеризующая содержание водяных паров в воздухе.

г

АБСОЛЮТНУЮ влажность измеряют плотностью водяного пара в воздухе ( , м3 ,) или его парциальным

Температура, при которой воздух в процессе своего охлаждения становится насыщенным водяными парами, наз. точкой росы (см. рис.).

Приборы для измерения влажности: волосной гигрометр, жидкостный (конденсационный) гигрометр, гигрометр психрометрический (психрометр).

КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.

1. Явления смачивания и несмачивания.

а) жидкость, которая растекается тонкой пленкой по твердому телу, называют смачивающей данное твердое тело.

б) жидкость, которая не растекается по твердому телу, а стягивается в каплю, наз. несмачивающей данное твердое тело.

Мерой смачивания является угол между смачиваемой поверхностью и касательной к поверхности жидкости. Этот угол называют углом смачивания или краевым углом.

2. Соотношения между Fжг , Fтж и Fтг .

При установлении равновесия на границе тел (жидкого, твердого и газообразного) на каждый элемент

границы между ними будут действовать три силы: Fжг - между жидкостью и газом, Fтж - между твердым телом и жидкостью и Fтг - между твердым телом и газом.

Растекание жидкости произойдет, если (в проекциях) Fтг Fжт+Fжгcos .

Fтг - Fжт

Из условия равновесия: Fтг = Fжт+Fжгcos . Отсюда cos =

Fжг

Если Fжт < Fтг, то соs >0, жидкость смачивающая. Если Fжт > Fтг, то соs <0, жидкость несмачивающая.

Если Fтг-Fжт> Fжт, то равновесие не соблюдается. Такое состояние означает, что жидкость полностью смачивает твердое тело, отделяя его поверхность от газа.

22

3. Поведение жидкости у стенки сосуда

а) Жидкость находится в сосуде, стенки которого смачиваются. Жидкость поднимается по стенке вверх, т.к. силы взаимодействия молекул жидкости со стенками сосуда больше сил взаимодействия молекул жидкости между собой.

б) Стенки сосуда несмачиваемы. Силы взаимодействия молекул жидкости со стенками сосуда меньше сил взаимодействия молекул жидкости между собой.

Искривленную поверхность жидкости вблизи границы ее соприкосновения с твердым телом наз. мениском.

- избыточное давление под искривленной поверхностью, вызванное действием поверхностного натяжения. Если поверхность выпуклая - давление увеличивается, если вогнутая - уменьшается.

5. Капиллярные явления.

Капилляры - тонкие трубки, сосуды. Капиллярные явления - подъем или опускание жидкости в капиллярах.

- высота столба смачивающей жидкости в капилляре или разность уровней несмачивающей жидкости в капилляре и основном сосуде.

КРИСТАЛЛЫ Твердые тела делятся на кристаллические и аморфные.

Кристаллическими (от греческого krystallos - лед) называются тела, частицы в которых (атомы, молекулы, ионы) расположены упорядочено (образуют кристаллическую решетку).

Кристаллом называется тело определенной геометрической формы, ограниченное естественными плоскими гранями. Монокристаллами наз. одиночные кристаллы, имеющие макроскопическую упорядоченную кристаллическую решетку. Поликристаллами наз. совокупность хаотически сросшихся монокристаллов (зернистая структура поликристаллов - кристаллиты).

Кристаллические тела одинакового химического состава могут существовать в двух или более разновидностях (модификациях) в зависимости от условий. Это свойство наз. полиморфизмом. Примеры: графит и алмаз. Они различаются типом кристаллической решетки и, следовательно, физическими свойствами.

Кристаллы изучаются наукой кристаллографией. Существует 230 типов кристаллических решеток (32 класса симметрии), определяющих свойства кристаллов.

Одним из наиболее существенных свойств монокристаллов является анизотропия - зависимость (неодинаковость) свойств кристалла от направления. Примеры:

Анизотропия прочности у кристаллов поваренной соли (NaCl) - прочность в направлении, параллельном граням, меньше, чем в диагональном и других; расслаивание слюды, графита.

Анизотропия тепловых свойств - кварцевый шар после нагревания превратится в элипсоид. Анизотропия оптических свойств - явление двойного лучепреломления в кристаллах исландского шпата.

Анизотропия электрических свойств - зависимость проводимости, диэлектрической проницаемости и др. от направления (проявляется в пьезоэлектричестве, пироэлектричестве и др. явлениях).

Анизотропия магнитных свойств - ферромагнетики (существование осей легкого намагничивания). Поликристаллы изотропны и могут не иметь правильной геометрической формы.

Кристаллическая решетка.

Частицы в кристалле колеблются около положений равновесия - узлов кристаллической решетки, расположенных на определенных расстояниях друг от друга в определенном порядке. Расстояния между самими частицами меняются вследствие теплового движения. Наименьший фрагмент, повторением которого можно образовать всю решетку наз. элементарной ячейкой. Длина ребра элементарной ячейки наз. периодом решетки.

Выделяют четыре типа кристаллов:

молекулярные (водород, азот, нафталин, сухой лед и др.) - в узлах решетки расположены молекулы. Характеризуются малой прочностью.

ковалентные (алмаз, кремний, германий, сульфид цинка и др.) - между соседними атомами осуществляется ковалентная (парноэлектронная связь), общие электроны могут двигаться по строго определенным путям. Являются диэлектриками или полупроводниками.

ионные (поваренная соль, бромистое серебро и др.) - в узлах ионы, удерживающиеся электростатическими силами притяжения.

23