Тепловое расширение жидкости

Тепловое расширение вещества характеризуется коэффициентом объемного расширения

ά = (1/V)(dV/dT), (16.7.)

т.е. относительным изменением объема V при изменении температуры T на 1 К. Числовые значения коэффициента a сильно зависят от температуры и давления. Для различных жидкостей значения a при одинаковых температурах могут меняться весьма значительно.

При повышении температуры a сильно возрастает. Увеличение давления несколько снижает значение a. Вода обладает аномальным тепловым расширением. В интервале от 0° до 3,98° коэффициент a отрицателен: при нагревании объем воды уменьшается и наибольшей плотности вода достигает при 3,98° C. При этой температуре a = 0.

ТЕПЛОЕМКОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ.

Внутренняя энергия жидкостей определяется не только кинетической энергией тепловых движений частиц, но и их потенциальной энергией взаимодействия. Опыт показывает, что теплоемкость жидкостей зависит от температуры, причем вид зависимости у разных жидкостей различный. У большинства из них теплоемкость с повышением температуры увеличивается, но есть и такие у которых, наоборот, - уменьшается. У некоторых жидкостей теплоемкость с повышением температуры сначала падает, а затем, пройдя через минимум, начинает расти. Такой ход теплоемкости наблюдается у воды. Жидкости с большим молекулярным весом обычно имеют большие значения теплоемкостей. Особенно это проявляется у органических жидкостей. У жидкостей, как и газов, следует различать теплоемкость при постоянном объеме и при постоянном давлении. Разность молярных теплоемкостей равна C_p – C_V равна работе расширения pdV (p – молекулярное давление) моля жидкости при его нагревании на один градус, поэтому численное значение этой разности зависит от значения коэффициента объемного теплового расширения жидкости. В отличие от идеальных газов, значение (C_p - C_V), у жидкостей не равно постоянной R, а может быть и больше и меньше, в зависимости от значения коэффициента объемного расширения и от величины внутренних сил взаимодействия частиц жидкости, против которых совершается работа расширения (давление p в выражении pdV связано именно с этими силами). Численные значения теплоемкостей жидкостей могут разнообразными. Исключение составляют жидкие металлы, у которых молярная теплоемкость обычно близка к значению 3R ≈ 6 кал/моль.К. .