12561

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТЕНЦИАЛОВ ЛЕННАРДА-ДЖОНСА ИЗ ВТОРОГО ВИРИАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА

Лабораторная работа

Физика

ОТЧЕТ по лабораторной работе №6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТЕНЦИАЛОВ ЛЕННАРДАДЖОНСА ИЗ ВТОРОГО ВИРИАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ВВЕДЕНИЕ В настоящей работе на основании исследования микроскопических свойств газа рассчитываются параметры потенциала ЛеннардаДжонса п...

Русский

2013-05-01

122 KB

4 чел.

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТЕНЦИАЛОВ ЛЕННАРДА-ДЖОНСА ИЗ ВТОРОГО ВИРИАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА

ВВЕДЕНИЕ

В настоящей работе на основании исследования микроскопических свойств газа рассчитываются параметры потенциала Леннарда-Джонса, применяемого в классических и квантово-механических расчетах при изучении свойств газов и жидкостей.

 ТЕОРИЯ

Силы взаимодействия молекул, в существенной мере определяющие все равновесные и неравновесные свойства газов и жидкостей, можно условно разделить на короткодействующие и дальнодействующие. Короткодействующие силы являются силами отталкивания, а различные составляющие дальнодействующих сил изменяются обратно пропорционально различным степеням межмолекулярного расстояния и являются силами притяжения.  

Точный вид потенциала взаимодействия конкретных молекул не может быть получен теоретически. Простое и реальное приближение для φ(r) сферических неполярных молекул дает формула:

,       (1)

называемая часто потенциалом Леннарда-Джонса.

Для описания плотных газов, было предложено уравнение состояния, учитывающее отклонение газа от идеального, в виде рядя по степеням плотности:

.

Такая форма уравнения называется вириальной, а коэффициенты В(Т), С(Т) и т.д. называются вириальными. Их можно определить, измеряя значения p, υ, T газа.

Для второго вириального коэффициента в статистической физике имеется следующее выражение в безразмерной форме с использованием потенциала Леннарда-Джонса:

(2)

,                (3)

где N – число частиц в киломоле.  

 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Принципиальная схема экспериментальной установки

Рис. 1

Б – баллон с СО2; Г – LO – генератор; Е – емкость с маслом; К – плунжерный компенсатор; Мi – пружинные манометры; П – пьезометр с емкостным сильфонным датчиком перемещения; Тм – термометры ртутные; Тс - термостат; ЧМ – частотомер электронносчетный; Ш – штуцер для вакуумирования системы перед заполнением маслом и сброса газа в атмосферу после опыта; 1-6 – вентили.

Рисунок 1 – Принципиальная схема экспериментальной установки

Экспериментальная установка состоит из пьезометра постоянного объема, системы напуска газа и измерения давления, гидравлической системы переменного объема, системы термостатирования и измерения температуры.

 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1 Задание.

3.1.1 Измерить давление CO2 в интервале температур от 450C до 800C с шагом через 5 градусов.

3.1.2 С привлечением опытных данных рассчитать потенциальные параметры  и .

3.1.3 Результаты измерений и расчетов представить в отчете.

 ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1 ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ

tкомн=19,10C ; Pатм= 730 мм.рт.ст. = 0.0981 МПа

кГц         кГц

Поправку к температуре вычисляем по формуле  , где =(–35) 0C

Аппроксимация паспортной градуировки манометра М3 (№43848)

( кгс/см2)

Результаты измерений приведены в таблице.

Таблица 1

Опытные данные

t’,

0С

,

0C

t,

0С

T,

K

Показания манометра М3

P=P’+Pатм,

МПа

дел.

кгс/см2

P’,МПа

50

0,073

50,073

323,0732

165

16,3

1,609746

1,70787

55

0,113

55,113

328,1136

167

16,5

1,630031

1,728155

60

0,162

60,162

333,162

170

16,7

1,650316

1,74844

65

0,218

65,218

338,2184

172

17

1,680743

1,778867

70

0,283

70,283

343,2828

175

17,2

1,701028

1,799152

75

0,355

75,355

348,3552

178

17,5

1,731455

1,829579

80

0,436

80,436

353,4356

181

17,8

1,761882

1,860006

4.2 Обработка результатов измерений

При обработке полученных результатов методом наименьших квадратов используется функция вида P = +  T . В результате обработки получены значения коэффициентов:

=0,0838;

=0,0477;

=0,00501;

=0,00005.

. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ

Результаты измерений приведены в таблице.

Опытные данные.

Таблица.


4.2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

=(132)*10-9

/k/k=-(133)*10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе нами были определены коэффициенты потенциала Леннарда-Джонса из второго вириального коэффициента. Аппроксимированная линейная функция P=f(T) была получена в результате интерполяции экспериментальных точек.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30912. Всасывание 28.5 KB
  Всасываются глюкоза алкоголь некоторые лекарственные вещества валидол нитроглицерин назначаются под язык . В желудке всасываются вода алкоголь некоторые соли и моносахариды в минимальных количествах вещества растворенные в спирте всасываются в больших количествах. Всасываются: продукты гидролиза жиров белков углеводов вода минеральные соли витамины. В норме всасываются только низкомолекулярные вещества лишенные видовой и индивидуальной специфичности.
30913. Принципы регуляции деятельности пищеварительной сис 33.5 KB
  Принципы регуляции деятельности пищеварительной системы Общие принципы регуляции пищеварения 1. Механизмы регуляции пищеварения: делятся на: нервные и гуморальные. Нервная регуляция пищеварения Нервная регуляция пищеварения осуществляется за счет безусловных и условных рефлексов. Рефлекторная регуляция пищеварения имеет ряд особенностей: 1.
30914. Пластическая и энергетическая роль углеводов, жиров и белков 28 KB
  Пластическая роль липидов состоит в том что они входят в состав клеточных мембран и в значительной мере определяют их свойства. Большая часть жиров в организме находится в жировой ткани меньшая часть входит в состав клеточных структур. Они входят в состав клеточных структур в частности клеточных мембран а также ядерного вещества и цитоплазмы. Это вещество входит в состав клеточных мембран; оно является источником образования желчных кислот а также гормонов коры надпочечников и половых желез.
30915. Энергообмен 36.5 KB
  Энергообмен Обмен веществ и энергии связаны между собой. Обмен веществ сопровождается преобразованием энергии химической механической электрической в тепловую. Количество тепла выделяемое живым организмом пропорционально интенсивности обмена веществ. По количеству выделяемого организмом тепла можно оценить интенсивность обменных процессов.
30916. Тепловой обмен 42.5 KB
  Баланс теплопродукции и теплоотдачи является главным условием поддержания постоянной температуры тела. Механизмы теплоотдачи: Излучение способ отдачи тепла в окружающую среду поверхностью тела человек в виде электромагнитных волн инфракрасного диапазона. Теплопроведение способ отдачи тепла при соприкосновении тела человека с другими физическими телами. Количество отдаваемого при этом тепла прямопропорционально: а разнице средних температур контактирующих тел б площади контактирующих поверхностей в времени теплового контакта г...
30917. Гомеостатические функции почек 26.5 KB
  поддержание осмотического давления крови за счет уровня глюкозы аминокислот липидов гормонов в ней 4. поддержание ионного состава крови 5.регуляция кислотнощелочного баланса рН мочи от 45 до 84 тогда как рН крови постоянная 6. удаление из крови чужеродных соединений и нейтрализация токсических веществ 9.
30918. Выделительная функция почек. Механизмы образования первичной мочи 25 KB
  Ряд веществ находящихся в плазме крови в норме отсутствуют во вторичной моче. Другие вещества находятся во вторичной моче в концентрациях значительно превышающие таковые в плазме крови. Некоторые соли выводятся в концентрациях близких или равных таковым в крови. Клубочковая фильтрация процесс фильтрации из плазмы крови протекающей через капилляры клубочка в полость капсулы почечного клубочка воды и растворенных в плазме веществ за исключением крупномолекулярных соединений.
30919. Выделительная функция почек. Образование конечной (вторичной) мочи 44.5 KB
  Канальцевая реабсорбция. Канальцевая реабсорбция процесс обратного всасывания воды и ряда растворенных в ней веществ. Реабсорбция подразделяется на облигатную обязательную и факультативную не обязательную зависящую от функционального состояния проницаемости стенки канальцев скорости движения жидкости по канальцам величине осмотического градиента. Канальцевая реабсорбция обеспечивается: 1.
30920. Регуляция функции почек 25.5 KB
  Нервная же система может вызвать болевую анурию при болевых раздражениях выброс АДГ усиливается. В нормальных условиях на клубочковую фильтрацию не влияет но усиливает обратное всасывание воды тем самым уменьшает диурез. Альдостерон гормон коркового вещества надпочечников N сберегающий гормон усиливает реабсорцию натрия в проксимальных канальцах усиливает секрецию К в дистальных канальцах. Паратгормон влияет на проксимальные и дистальные канальцы усиливает реабсорбцию Са2 снижает канальцевую реабсорбцию...