Закон парного взаимодействия

Опытные данные

Взаимодействие молекул

Взаимодействие между молекулами является причиной следующих явлений:
- конденсации газа в жидкость или в твердое состояние, вместе с этим удержание формы твердого тела;
- смачивание твердого тела жидкостью;
- упругость твердых тел по отношению к сжатию и растяжению;
- слипание чистых поверхностей металлов (опыт со свинцовыми цилиндрами).

Рис. 3

Взаимодействие между молекулами сложным образом зависит от расстояния между молекулами и от их взаимных ориентаций. Наиболее простой вид имеет закон парного взаимодействия между молекулами металлов или, например, между молекулами водорода. На рисунке приведен примерный график зависимости силы взаимодействия двух сферически симметричных молекул от расстояния между их центрами. Надо обратить внимание на следующие характерные черты зависимости. Существует некоторое расстояние b, на котором сила взаимодействия равна нулю. При r<b молекулы отталкиваются друг от друга (сила положительная), при r>b - притягиваются (сила отрицательная). На больших расстояниях всегда существует очень слабенькое притяжение, которое и является первопричиной конденсации газа при низких температурах.

Часто при модельных описаниях взаимодействия используют следующую зависимость потенциальной энергии взаимодействия от расстояния между молекулами:
(7)
Первое слагаемое дает вклад в потенциальную энергию, соответст­вующий отталкиванию. Второе слагаемое - вклад в потенциальную энергию, соответствующий притяжению. Зависимость (7) называется потенциалом Ленарда-Джонса. Он полностью задается двумя параметрами - A и B.