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

46908. Дмитрий Мамин - Сибиряк. «Сказка про храброго Зайца - длинные уши, короткий хвост» 36 KB
  Ход урока.Сообщение темы и цели урока. А может ли имя героя Характер его подсказать И на судьбу повлиять Какова задача нашего урока Исследовать как имя героя может повлиять на его судьбу.Работа по теме урока.
46909. Издержки и прибыль фирмы 37.88 KB
  Предельные издержки изменение валовых издержек в связи с производством дополнительной единицы продукции. Методы статистического изучения взаимосвязи социальноэкономических явлений. Статистическое изучение связи между причиной и следствием состоит из нескольких этапов. На втором этапе строится модель связи.
46910. Эволюция восточнославянской государственности в XI-XII вв. Социально-политическая структура русских земель периода политической раздробленности 36.33 KB
  На основе Киевской Руси к середине ХII в. Именно эти княжества стали политическими наследниками Киевской Руси т. Эти земли были богатейшей областью на Руси. Нигде боярство не было так сильно как в Червонной Руси.
46911. Рассказы и повести В.Г. Короленко. Идейные мотивы, образы, метод, стиль. Обновление метода реализма, романтические элементы 36.5 KB
  Короленко. Владимир Галактионович Короленко. Владимир Галактионович Короленко выдающийся русский писатель. Большую роль в формировании мировоззрения Короленко сыграла демократическая литература 60 х годов сочинения Н.
46912. Документ і правила його складання. Регламентація оформлення документів державними стандартами 36.5 KB
  Кожний документ складається з окремих елементів які звуться реквізитами а сукупність розміщених у встановленій послідовності реквізитів складає формуляр документа його зразок. За стадіями створення: оригінали основний і єдиний його примірник з усіма підписами і засвідченням копії точне відтворення оригіналу з позначкою копія вгорі праворуч виписки якщо треба відтворити частину документа дублікати якщо документ загублено. Формулярзразок це єдина модель побудови комплексу документів яка встановлює сукупність реквізитів...
46914. Вплив архітектурних рішень на технологію влаштування покрівель 36.5 KB
  Конструктивнотехнологічні рішення покрівель залежать від типу та класу споруди; типу та конструкції даху; місця влаштування покрівлі завод будівельний майданчик. Загороджувальні та несівні конструкції будинків і споруд які працюють у вологих умовах або постійно контактують з водою поступово втрачають свої теплофізичні якості та міцність і починають руйнуватися. Причини і способи потрапляння вологи в будівельні конструкції різні рис. Для запобігання руйнівному впливу ґрунтових вод та атмосферних чинників конструкції покривають...