Гиршфельдер Дж. , Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей

Эта книга возникла на основе работ, проводимых по заказу Артиллерийского бюро военно-морских сил, и является обобщением результатов, полученных большим числом исследователей.

В этой книге описываются свойства газов и жидкостей с «молекулярной» точки зрения. Эти свойства подразделяются на две группы — равновесные свойства (такие, как уравнение состояния, коэффициент Джоуля—Томсона и поверхностное натяжение) и неравновесные (такие, как вязкость, диффузия и теплопроводность). Выражения для всех этих макросвойств через молекулярные величины и межмолекулярные силы могут быть получены из статистической механики. Упомянутые выражения, а также сведения о межмолекулярных взаимодействиях могут быть использованы для предсказания значений многих физических величин, для которых отсутствуют экспериментальные данные. Особая целесообразность подхода, основывающегося на статистической механике, состоит в том, что равновесные и неравновесные свойства могут быть взаимно связаны с помощью законов межмолекулярных сил. В принципе, точное выражение этих законов может быть получено из квантовой механики молекул. Однако до настоящего времени математические трудности ограничивали успешность этого подхода; тем не менее была получена разумная качественная картина молекулярных взаимодействий. Поэтому взаимодействие между двумя молекулами обычно описывают с помощью простых эмпирических функций, форма которых подсказывается квантовой механикой. Эти функции включают несколько подбираемых постоянных, которые могут быть определены для различных веществ из анализа экспериментальных измерений макросвойств с помощью соответствующих формул статистической механики. Следовательно, молекулярный подход дает полное описание макроскопического поведения веществ с помощью небольшого числа постоянных, характеризующих рассматриваемое вещество.

За последнее десятилетие при изучении свойств газов и жидкостей было получено много теоретических, расчетных и экспериментальных результатов. Поэтому представлялось желательным дать обзор всей этой области с единой точки зрения и в единых обозначениях. Мы надеемся, что эта книга будет полезной для нескольких групп читателей. Студенты, специализирующиеся по химической физике, найдут ее полезной для углубления своих знаний о строении вещества и для понимания связи между различными разделами статистической механики. В помощь студентам и преподавателям в конце параграфов предлагаются задачи. Экспериментаторы физико-химики и инженеры найдут в книге разделы по вычислению величин, характеризующих газы и жидкости. В книгу включены обширные таблицы и даны примеры численных расчетов, иллюстрирующие их использование. Лицам, занимающимся статистической механикой, и химикам-теоретикам книга будет полезна как справочник. Они заметят, конечно, что некоторые разделы книги носят незавершенный характер вследствие отсутствия соответствующих теоретических исследований и пробелов, имеющихся в расчетах. Можно надеяться, что этот недостаток послужит стимулом для проведения дальнейших исследований.