12562

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТЕНЦИАЛОВ ЛЕННАРДА-ДЖОНСА

Лабораторная работа

Физика

ОТЧЕТ по лабораторной работе №6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТЕНЦИАЛОВ ЛЕННАРДАДЖОНСА ВВЕДЕНИЕ В настоящей работе на основании исследования макроскопических свойств газа рассчитываются параметры потенциала ЛеннардаДжонса применяемого в классических и кванто

Русский

2013-05-01

422 KB

17 чел.

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТЕНЦИАЛОВ ЛЕННАРДА-ДЖОНСА

ВВЕДЕНИЕ

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

. ТЕОРИЯ

Силы взаимодействия молекул, в существенной степени определяющие все равновесные и неравновесные свойства газов и жидкостей, можно условно разделить на короткодействущие и дальнодействующие.

Короткодействующие силы являются силами отталкивания. Их возникновение можно объяснить лишь в рамках квантовой механики. Различные составлящие дальнодействующих сил изменяются обратно пропорционально различным степеням межмолекулярного расстояния и являются силами притяжения.

В большинстве случаев удобнее пользоваться, потенциальной энергией взаимодействия φ(r) , чем силой взаимодействия F(r).

Точный  вид потенциала взаимодействия конкретных молекул пока не может быть получен теоретически.

Численные значения констант могут быть определены лишь из экспериментальных данных по какому-либо макроскопическому свойству газа. Тогда остальные свойства можно рассчитать по формулам кинетической теории газов.

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

         

. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Принципиальная схема экспериментальной установки

Б – баллон с CO2; Г – LG – генератор; Е – емкость с маслом; К – плунжерный компенсатор; М – манометры; П – пъезометр; Тм – термометры; Тс – термостат; ЧМ – частотомер электронный; Ш – штуцер для вакуумирования системы; 1-6 - вентили

Рис. 1

Экспериментальная установка,  схема которой представлена на рис. 1, состоит из пьезометра постоянного объема, системы напуска газа и измерения давления, гидравлической системы переменного объема, системы термостатирования и измерения температуры.

ПЬЕЗОМЕТР постоянного объема является наиболее важным узлом установки. Исследуемый газ находится во всрм объеме пьезометра, но занятом сильфоном. От системы напуска пьезометр отделяется вентилем 3. Сильфон, как и вся гидравлическая система, заполнен маслом и служит для передачи давления. Кроме того, он является чувствительным элементом датчика величины объема. Верхняя плоскость - крышка, припаянная к сильфону, и изолированный от корпуса неподвижный диск - образуют обкладки переменного конденсатора, включенного в колебательный контур  LC - генератора.

Увеличение частота генератора свидетельствует об увеличении расстояния между обкладками, т.е. об увеличении объема, заполненного газом, и уменьшении объема силъфона. Изменяя компенсатором давление в гидравлической системе, можно сохранять объем пьезометра постоянным, поддерживая нужную частоту генератора.

Начальная частота f0  является опорной для дальнейшего контроля с учетом ее некоторого уменьшения при повышении плотности, которая определяет диэлектрическую проницаемость газа и, следовательно, емкость конденсатора. Значение  f0  определяется после заполнения системы газом и поддерживается все время эксперимента.

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА включает в себя компенсатор и манометр с пределом измерения 25 атмосфер. Вентиль 6 отделяет систему от емкости с маслом и открывается только тогда, когда давление газа и масла снижено до уровня атмосферного после окончания работы.

ТЕРМОСТАТИРОВАНИЕ пьезометра осуществляется в термостате, заполненном водой. Терморегулятором является контактный термометр, который позволяет поддерживать заданную температуру с точностью 0,05°С. Измерение температуры производится двумя ртутными термометрами с ценой деления 0,1°С и пределами измерений от О° до 50°С и от 50°С до 100°С.

. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1. Задание

3.1.1. Измерить давление CO2 в интервале температур от комнатной до 80°C с шагом примерно через 10°C

3.1.2.  С привлечением опытных данных рассчитать потенциальные параметры ε/k и σ.

3.1.3. Результаты измерений и расчетов представить в ответе.


. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

4.1. ОПЫТНЫЕ ДАННЫЕ

Результаты измерений приведены в таблице.

Опытные данные.

Таблица.


4.2. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

=(-1.030.4)

=(21.41.0)*102

P=5283.24 (Па)

=517.47 (м3/кмоль)

A=6.88*1013

B=-33.28*109

=(-800.80.6)*108

/k/k=(2.330.09)10-7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе нами были определены коэффициенты потенциала Леннарда-Джонса из второго вириального коэффициента. Полученные результаты слабо согласуются с теоретическими прогнозами из-за аварийного сбоя экспериментальной установки. Аппроксимированная линейная функция P=f(T) была получена в результате интерполяции экспериментальных точек.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10513. Суперглобальный массив $_SERVER 54 KB
  Суперглобальный массив SERVER Одним из важнейших предопределенных массивов является массив SERVER в него PHPинтерпретатор помещает переменные полученные от сервера. Без данных переменных сложно организовать полноценную поддержку Webприложений. Ниже приводится описан...
10514. Ответственность за неисполнение денежных обязательств 36.5 KB
  Ответственность за неисполнение денежных обязательств. За их неисполнение начисляется процент. Основание ответственности. Для возникновения ответственности необходимы четыре элемента: Противоправное поведение: это неправильное поведение нарушающее дого
10515. Схема коммерческих отношений в трамповом судоходстве 52.5 KB
  Схема коммерческих отношений в трамповом судоходстве. Общая схема: Стивидорная компания чаще называется оператор терминала. Договор со стивидорной компанией заключает продавец лучше знает свойства груза. Договор с агентом заключается судовладе...
10516. Особенности работы агента в трамповом судоходстве 51 KB
  На капитана возложен контроль за качеством агентского обслуживания судна. Во всех спорных случаях право окончательного решения принадлежит капитану. Судовладелец вправе требовать от агента услуг и выполнения работ только в рамках законов правил и обычаев страны пр
10517. Коммерческое значение порта 45 KB
  Коммерческое значение порта. Порт это либо понятие географическое либо административно-управленческое. Соотношение портовых властей и коммерческих предприятий: такие как город и мэрия. За рубежом порт управляется общественным советом. Сюда входят представите...
10518. Буксирная помощь 36 KB
  Буксирная помощь. Как правило частные буксирные компании. С буксирными компаниями можно заключить отдельный долгосрочный договор тогда судовладелец обязан обращаться только к этой компании. Буксировка: внутрипортовая: содействие в маневрировании судна в пор
10519. Способы оплаты в морском бизнесе 42.5 KB
  Способы оплаты в морском бизнесе. оплата наличными: это только оплата. Предусматривает что получатель платежа может беспрепятственно и немедленно получить платеж в банке в день согласованного платежа. Так оплачиваются: фрахт, демеридж, мертвый фрахт...
10520. Согласование фрахтовой ставки 38.5 KB
  Согласование фрахтовой ставки. Надо согласовать 11 пунктов. ставка фрахта: арифметическая величина; валюта фрахта: доллары валюта в которой выражена фрахтовая ставка; фрахтовая единица: физическая единица на которой установлена ставка фрахта. Единица: ...
10521. От чего зависит оборачиваемость коносамента 38 KB
  Оборотные документы имеют два свойства: Освобождение правомерного держателя от каких бы то ни было возражений в платеже со стороны плательщика. Коносамент является носителем обязательного права. Что делать кредитору если не платят по векселю Можно обратиться к ка