Читаем Термодинамика реальных процессов полностью

Применительно к газам отсюда прямо следует известный закон Авогадро, согласно которому килограмм-молекулы различных газов занимают при одинаковых температурах и давлениях одинаковые объемы. Как видим, в законе Авогадро причина и следствие поменялись местами: фактически вермиор и объем определяют температуру и давление, а не наоборот, как думал Авогадро.

Из сказанного также вытекает известный закон Дальтона. По Дальтону, давление смеси газов равно сумме давлений, которые оказывали бы газы, если бы находились в сосуде каждый в отдельности. Согласно закону тождественности, индивидуальные свойства молекул, входящих в состав газовой смеси, в частности их массовые свойства, роли не играют, а важно лишь общее число молекул. Следовательно, каждый газ вносит свой вклад в общее давление, то есть создает так называемое парциальное давление в соответствии с числом своих молекул, а суммарное давление определяется суммарным количеством молекул смеси. Аналогично получаются известные законы Максвелла, Дюлонга и Пти, а также Неймана и Коппа, свидетельствующие об одинаковости мольных теплоемкостей различных веществ.

Необходимо подчеркнуть, что закон тождественности - это в принципе приближенный закон, он выполняется только в меру соблюдения равенств типа (295). Величина возникающей погрешности определяется значениями перекрестных коэффициентов, входящих в эти приблизительные равенства и характеризующих взаимное влияние явлений, которое в нуль никогда не обращается. Закон тождественности важен для правильного понимания тех закономерностей, которые наблюдаются в природе и были в разное время зафиксированы в качестве опытных законов. Наконец, разъяснилась загадка, давно привлекавшая внимание ученых, почему на практике законы Авогадро, Дальтона, Дюлонга и Пти, Неймана и Коппа и т.д. соблюдаются не точно. Более подробно все эти вопросы рассматриваются в работах [18, с.99; 21, с.181] [ТРП, стр.300-302].

 5. Закон отношения проводимостей.

Воспользуемся теперь началами, определяющими явления переноса, и выведем еще два новых закона, из которых вытекают многие известные законы физики и химии; для простоты рассмотрим две степени свободы. Первый закон - отношения проводимостей - получается из соотношений (106), (112), (113), (117), (118), (122), (123), (127), (128). При n = 2 имеем [16, с.24; 17, с.65; 18, с.167; 21, с.185]

 ?11/?22 = ?11/?22 = L11/L22 = M11/M22 = ? = KP11/KP22 = AP22/AP11 ;  (298)

 ?12/?11 = ?12/?11 = L12/L11 = M12/M11 = ?1211 = KP12/KP11 = AP11/AP12 . (297)

Закон отношения проводимостей формулируется следующим образом: отношение проводимостей  ?  или  ?1211  для любой пары степеней свободы системы равно отношению сопряженных с ними емкостей.

Из законов отношения проводимостей и тождественности в качестве частного случая вытекает известный опытный закон Видемана-Франца (1853 г.) с поправкой Лоренца (1872 г.). Применительно к термоэлектрической системе, если в формуле (296) вермопроводность  L?  и вермоемкость   К?  выразить через теплопроводность  L?   и теплоемкость  С , а электроемкость  К?  - через аналог газовой постоянной  R?   из соответствующего уравнения состояния для идеальной термоэлектрической системы, то получится выражение [18, с.168; 21, с.186]

    L?/ L? = ?Т = R?иС?Т     (298)

 где

    ? = R?иС?       (299)

Индексом  ?  отмечены мольные значения величин.

Это и есть искомое теоретическое уравнение. Совместно с приближенным законом тождественности, утверждающим одинаковость мольных емкостей, оно говорит о том, что отношение теплопроводности к электропроводности пропорционально абсолютной температуре  Т  и приблизительно не зависит от рода металла, коэффициент пропорциональности  ?  именуется коэффициентом Лоренца.

Закон Видемана-Франца получается, если правую часть уравнения (298) считать величиной постоянной. Поправку  Т  ввел Лоренц; он установил, что постоянным является коэффициент  ? . Однако в действительности, согласно ОТ, коэффициент Лоренца  ?  есть величина переменная, определяемая формулой (299); он пропорционален теплоемкости. Для металлов в первом приближении можно принять

    R?? = 10-12  кг?атом/(Ф?К)     (300)

Выводы ОТ хорошо подтверждаются экспериментами, в которых коэффициент Лоренца и теплоемкость определяются независимыми методами. Например, на рис. 9, а приведена опытная зависимость мольной теплоемкости при .постоянном давлении от температуры для различных металлов. Теплоемкости использованы для определения по формулам (299) и (300) коэффициента Лоренца; эти его значения изображены на рис. 9, е в виде кривых; здесь же точками нанесены опытные коэффициенты Лоренца, найденные как отношение теплопроводности к электропроводности. Совпадение результатов получается удовлетворительным.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Азбука жизни. Как изменить судьбу
Азбука жизни. Как изменить судьбу

Эта книга – руководство по созданию счастливой судьбы. С ее помощью можно изменить жизнь, наполнить ее творчеством, радостью и счастьем, открыть новые пространства деятельности, реализовать свои таланты и способности.«Азбука жизни», несмотря на свою простоту и доступность, имеет трехуровневую смысловую структуру, и поэтому у нее есть волшебное свойство: при ее прочтении открываются все более широкие горизонты познания и самосовершенствования. Каждая буква – полноценная, самостоятельная программа, путеводная нить к перерождению, ступень вверх, это новое осознание, новое постижение, новое действие.Автор убежден, что у каждого человека есть свой талант от Бога, просто его нужно распознать в себе и научиться мастерству его воплощения в жизнь. «Азбука жизни» может стать путеводителем в этом нелегком, но удивительном и чудесном преображении.

Владимир Юрьевич Лермонтов

Эзотерика, эзотерическая литература