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

15670. ЕПІСТЕМОЛОГІЯ СПОРТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ В АНТРОПОСОФСЬКОМУ ВИМІРІ 119 KB
  ЕПІСТЕМОЛОГІЯ СПОРТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ В АНТРОПОСОФСЬКОМУ ВИМІРІ Михайло Ібрагімов Резюме. В статье рассматриваются методологические и мировоззренческие основы эпистемологии спорта как структурносоставной философии спорта. Анализируются общее и отличител...
15671. ТЕОСОФІЯ СПОТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ У ДИСКУРСІ СУЧАСНОЇ ФІЛОСОФСЬКО-РЕЛІГІЙНОЇ АСКЕЗИ 65.6 KB
  ТЕОСОФІЯ СПОТУ І ФІЗИЧНОГО ВИХОВАННЯ У ДИСКУРСІ СУЧАСНОЇ ФІЛОСОФСЬКОРЕЛІГІЙНОЇ АСКЕЗИ Михайло Ібрагімов Ідея це пристрасть а пристрасть це ідея А.Ф.Лосєв Резюме: в статье Ибрагимова М. М. €œТеософия спорта и физического воспитания в современной философскорел...
15672. ФЕНОМЕНОЛОГІЯ ТІЛЕСНОСТІ ЯК “ТІЛЕСНИЙ ДОСВІД” У СУЧАСНОМУ ФІЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНОМУ ПРОСТОРІ 69.64 KB
  ФЕНОМЕНОЛОГІЯ ТІЛЕСНОСТІ ЯК €œТІЛЕСНИЙ ДОСВІД€ У СУЧАСНОМУ ФІЗКУЛЬТУРНОСПОРТИВНОМУ ПРОСТОРІ Михайло Ібрагімов Людина без сюрпризу всередині у своєму ящику не цікава М.Булгаков Майстер і Маргарита Резюме. В статье предпринимается попытка популяризаци
15673. ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ В ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ОНТОЛОГІЧНІЙ ПРОБЛЕМАТИЦІ ФІЗКУЛЬТУРНО-СПОРТИВНОГО НАУКОЗНАВСТВА 52.58 KB
  Ібрагімов М.М ФІЛОСОФІЯ СПОРТУ В ЕКЗИСТЕНЦІЙНООНТОЛОГІЧНІЙ ПРОБЛЕМАТИЦІ ФІЗКУЛЬТУРНОСПОРТИВНОГО НАУКОЗНАВСТВА Анотація. В статті розглядається місце і роль філософії спорту в системі фізкультурноспортивного наукознавства і пропонується в якості її методологі...
15674. СПОРТ В СИСТЕМЕ ЭКЗИСТЕНЦИАЛЬНО-ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ 33.18 KB
  СПОРТ В СИСТЕМЕ ЭКЗИСТЕНЦИАЛЬНОФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОГО МИРОВОЗЗРЕНИЯ Ибрагимов М. М. В современных условиях спорт относят к числу важных сфер общественной жизнедеятельности человека который во взаимодействии с другими формирует специфическую сферу его бытия в жизнен...
15675. Дневник Тани Савичевой 292.86 KB
  Дневник Тани Савичевой Двенадцатилетняя Таня Савичева начала вести свой дневник чуть раньше Анны Франк жертвы Холокоста. Они были почти ровесницами и писали об одном и том же – об ужасе фашизма. И погибли эти две девочки не дождавшись Победы: Таня – в июле 1944 Анна – в м...
15676. Интересные факты о Второй Мировой войне 151.23 KB
  Интересные факты о Второй Мировой войне Чем помогли верблюды советской армии во Второй Мировой войне В Великой Отечественной войне в состав наших войск входила 28я резервная армия в которой тягловой силой для пушек были верблюды. Она была сформирована в Астрахани
15677. История Георгиевской ленты 42 KB
  История Георгиевской ленты Георгиевская лента двухцветная лента к ордену Святого Георгия €œЗа победу над Германией€ или как ее еще называют €œГвардейская лента€ Цвета ленты чёрный и жёлтооранжевый означают дым и пламя и являются знаком личной доблести ...
15678. Великая Отечественная война глазами немцев 18.86 KB
  Великая Отечественная война глазами немцев Как немцы оценивали и оценивают войну против Советского Союза Как нечто неизбежное но необходимое Разумеется до войны и после нее оценки во многом поменялось. Историки уже не пытаются доказать что немецкая агрессия пр