home

№240 Определение энергии активации движения молекул в жидкости

?
Кафедра общей физики ПГУ
Лаборатория молекулярной физики
Лабораторная работа № 240

Лабораторная работа № 240
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ В
ЖИДКОСТИ
Приборы и принадлежности: экспериментальная установка в сборе,
резиновая груша, секундомер.
Введение. Характер теплового движения молекул в жидкостях
существенно отличается от их движения в газах, поэтому и механизмы
внутреннего трения в них различны. В газах
ε
сила трения возникает благодаря передаче
а
импульса
хаотически
движущимися
молекулами от одного слоя текущего газа к
r
r0
2r0
другому – параллельному, находящемуся на
0
расстоянии средней длины свободного
пробега молекул или ближе.
∼εа
Молекулы
жидкости
расположены,
εmin
практически, “вплотную” друг к другу,
ε
поэтому свойства жидкостей в значительной
r
степени определяются силами взаимодействия между ними, т.е. насколько сильно
б
молекулы связаны с соседними и как часто
εа
они могут отрываться от своего окружения.
Каждая молекула находится в электрическом
поле, созданном окружающими молекулами.
Рис.1
Если рассмотреть пару молекул, одна из
которых находится в начале отсчета, а другая приближается к ней издалека, то
энергия взаимодействия их друг с другом ε=ε(r) выглядит так, как это показано
на рис. 1а, где r – расстояние между молекулами. Видно, что потенциальная
энергия принимает наименьшее значение εmin, если расстояние между
молекулами r0. Его принято называть равновесным расстоянием. При таком
удалении молекул друг от друга энергия минимальна, так как силы взаимного
притяжения между ними уравновешивают силы отталкивания. Поэтому пара
взаимодействующих молекул “предпочитает” находиться именно на
равновесном расстоянии. Образно говоря, каждая молекула жидкости
находится на дне потенциальной ямы. Как удаление молекул на r>r0, так и
сближение их на r