Вопрос по физике

[leblon]

Рассказывал детям про поверхностное натяжение жидкостей и задумался: а у газов оно есть? С одной стороны, я про такое не слышал. Т.е. по моим представлениям газ в "газообразные капельки" не собирается. С другой стороны, хорошо известно, что между жидкостью и газом существует непрерывный переход: меняя давление и температуру можно превратить жидкость в газ, не встретив никаких скачков в термодинамических свойствах. Обычно это объясняют тем, что нет никакого "параметра порядка", различающего жидкость и газ. Но если у газа нет поверхностного натяжения, а у жидкости есть, то можно спросить, в какой момент в этом превращении из жидкости в газ поверхностное натяжение обращается в ноль? Тогда была бы однозначная граница между этими состояниями.

UPD. Элементарно, Ватсон. См. комментарий _glav_

Comments

[duchifat.livejournal.com]

Между молекулами пара нет сил притяжения, потому молекулы на поверхности газа не имеют дополнительной энергии и, следовательно, натяжения.

Я не уверен, что поверхностное натяжение определено только в состоянии термодинамического равновесия. Тут уже говорили, что натяжение может быть между двумя жидкими фазами, не обязательно между двумя фазами одного вещества в термодинамическом равновесии. Из приведенного по ссылке следует, что натяжение зависит от давления, а не только от температуры.
http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension#Thermodynamics

Но я согласен, что если система не находится в состоянии равновесия, то поверхностная энергия отличается от равновесного значения. Например, если испарение идет быстрее чем конденсация, это значит, что молекулы на поверхности жидкости имеют большую энергию, чем при равновесии. То же в случае искривленной поверхности.

[leblon.livejournal.com]

"Между молекулами пара нет сил притяжения, потому молекулы на поверхности газа не имеют дополнительной энергии и, следовательно, натяжения."

Как это - нет? Это те же самые молекулы, сделанные из таких же электронов, протонов и нейтронов. И взаимодействуют они совершенно одинаково, независимо от фазы, в которой они находятся.

[duchifat.livejournal.com]

Молекулы те же, но расстояние между ними таково, что дипольных сил притяжения практически нет. Потому потенциальная энергия молекул одинакова, что in the bulk, что на поверхности.

Вопрос о том, "есть ли у газа поверхностное натяжение", по-моему, сводится к вопросу, действуют ли между молекулами газа силы притяжения. Если принять, что такие силы действуют, то на молекулы у поверхности газа (у стенок сосуда) будет действовать сила, направленная внутрь сосуда. В этом случае неизбежно при создание единицы поверхности потребуется работа. Т.е. в выражении для энергии будет не только объемный член p*dV но и -gamma*dA. А это и есть поверхностное натяжение.