ТОП просматриваемых книг сайта:
Природа космических тел Солнечной системы. Дмитрий Николаевич Тимофеев
Читать онлайн.Название Природа космических тел Солнечной системы
Год выпуска 0
isbn 9785005379962
Автор произведения Дмитрий Николаевич Тимофеев
Жанр Прочая образовательная литература
Издательство Издательские решения
Здесь не учитывается объем, занимаемый атомами. Известное уравнение Ван дер Ваальса, имеющее поправки, несколько приближает результаты расчета по формуле к поведению реальных газов, однако оно работает для низких температур. В условиях ядра Земли можно оценивать плотность газов по формуле:
где плотность кг/м3;
r– атомный (ионный) радиус элемента в ангстремах;
А– атомный вес элемента в углеродных единицах;
R — универсальная газовая постоянная;
T— температура;
P – давление.
Из этой формулы следует, что при повышении температуры объем межатомного пространства возрастает, и плотность элементов уменьшается.
При малой температуре и высоком давлении объем межатомного пространства стремится к нулю, и плотность будет приближаться к плотности атомов.
При высоком давлении и высокой температуре вещество может находиться в двух состояниях: в состоянии реального газа, когда между атомами межатомное пространство больше 25.95%, и в состоянии кристаллического газа, когда атомы сжаты в плотную структуру, и межатомное пространство равно 25.95% (несжимаемое пространство между шарами атомов при плотной гексагональной упаковке).
Размер атомов имеет решающее значение на давление перехода в состояние кристаллического газа. Чем больше размер атомов, тем меньше нужно давление, для их сближения в состояние соприкосновения, поскольку по закону Авогадро в одном и том же объеме при одинаковых условиях находится равное количество частиц различных газов, при этом неважно, какие размеры имеют эти частицы. Давления фазовых переходов разных газов сильно отличаются из-за больших различий в размерах их атомов. В результате получается довольно широкий диапазон давлений и температур, в которых одни атомы находятся в состоянии кристаллического газа, в то время как другие находятся в свободном тепловом движении и имеют тепловое межатомное пространство, что значительно уменьшает плотность их вещества.
Давление, при котором вещество при определенной температуре переходит в состояние кристаллического газа, можно рассчитать по формуле:
Где P – давление в паскалях;
r —радиус атомов в ангстремах.
Вещество в состоянии кристаллического газа более упругое. Атомы его при повышении давления тоже будут сближаться, но сжатие уже будет не по закону кинетической теории газов. Изменение давления вещества в условиях перехода можно описать формулой:
Где V-объем;
ΔV1– изменение объема в состоянии кристаллического газа;
Q-заряд наружной оболочки атома.
Здесь первое слагаемое – это кинетическая составляющая давления, второе слагаемое – это электростатическая составляющая давления (сила отталкивания между электронными оболочками).
Возможно, эта формула будет описывать