说说《范德华方程有物理意义吗?》的话题 (3141 bytes)
Date: August 12, 2010 10:54PM
这个话题是李老师最近的博客([
www.sciencenet.cn]),其根子在刘老师的《“从来如此,便对吗?”--谈谈范氏气体方程和理想气体的关系》( [
www.sciencenet.cn])上,途中插进来一个吕老师的《把关于范德瓦尔斯气体问题的讨论引向深入》( [
www.sciencenet.cn])。
引用:
刘老师的“核心思想”是:
把稀薄的实际气体和稀薄的范氏气体相混淆是一个极其容易犯的错误。这个错误我犯了20年。
这个“犯错误”的说法无疑是个吸引眼球的关键词,不然不会有过五千的点击量。但是镜某不相信那么多人都能够理解刘老师的“心”。
吕老师的《把关于范德瓦尔斯气体问题的讨论引向深入》算是多少理解了刘老师的“心事儿”,但是还不够“正面”。还是没有能够解说把稀薄的实际气体和稀薄的范氏气体相混淆是一个极其容易犯的“错误”(引号是镜某加的)的错误所指。
时隔一年,李老师又重新说起《范德华方程有物理意义吗?》的话题。如果镜某没有理解错误的话,李老师的主张就是:范德华方程看似具有物理意义,实际上没有。这个结论无疑是合理的,“官科”教科书上也是这个结论。只是李老师的“范德华方程通过a和b对理想气体的状态方程进行了修正,它们都有特定的物理意义”的说法有些微妙,属于刘老师的“这个错误我犯了20年”一类的事儿。
以上算是开场白了。李老师的“范德华方程有物理意义吗?”的问题可以分为两个层次:方程式本身有用性的意义和a、b的物理意义。比较一下普朗克公式就是:辐射公式本身的有用性和普朗克常数h的物理意义的问题。
引用:
李老师以及很多教科书上都说:
真实气体的体积需减去气体分子自身所占有的体积,才是理想气体的体积。这就是修正常数b的物理意义。
从“证实”的角度出发,如果的确是如此的话,b应该是等于粒子的体积。但是b的计算得到了4倍于粒子“球体”的体积。因此,修正常数b与“粒子体积”并不相干。从这个角度看,b并不具有“粒子体积”的物理意义。不过是从式子上看,的确b是个体积修正项,因此也就有了气体分子自身所占有的体积“解说”。同理,修正常数a也不具有“压力修正的物理意义”。李老师的“与其赋予a和b物理意义,还不如把它们当作方程拟合参数更恰当一些”的说法是相当高明的。
这个事态很有些象“中医”。a、b分明是没有“物理意义”,可非要说是有“物理意义”。的确,赋予a和b物理意义比较方便记忆。仅此而已。
回到刘老师的话题,{一个“傻子”都知道的结论是:当体积很大或者压强很小的时候,范氏气体方程给出理想气体}与{把稀薄的实际气体和稀薄的范氏气体相混淆是一个极其容易犯的错误}的区别在哪里?这是刘老师的“心事儿”所在。前者是看范氏气体方程得出的“必然结论”,而后者的功夫都在那个方程的“外边”,诸如“它的第二维里系数等不为零,内能和焓对压强的一阶偏导数出现有限数值,和理想气体矛盾!”
所以刘老师很“气愤”了,曰:范氏气体和理想气体有质的区别。只是这个“质的区别”如何来用一句话来表达呢?这个工作实际上吕老师的文章里有描述:我们需要讨论的最本质的问题是这种相互作用力如何对内能产生贡献。
因为相互作用的定义是在两个微观的粒子之间,所以与体积压强等宏观量是无关的。理想气体的相互作用势与范氏气体的在形状有所不同,所以两者是不容混淆的。刘老师洋洋上千字,说的就是这样的一点儿事儿。
说白了,就是说不能因为中医有效就说是“科学的”,也不能因为中医不是“科学的”就说是无效、是骗子。“科学的”说法就好比是女子的小内衣:“装饰”的效果远大于“实用”的效益。
就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。
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