Молекулярлық-кинетикалық теория қазақша

Анықталғаны, ағу жылдамдығы диффузия процесінің тәуелді түрдегі диффундирующих заттар мен температура. Ең қызықты құбылыстардың растайтын хаотичность қозғалыс молекулалардың броундық қозғалыс болып табылады. Ол білдіреді жылулық қозғалысы микроскопиялық (бірақ тұратын өте үлкен санының молекулалардың) бөлшектердің заттар орналасқан во взвешенном состоянии сұйықтыққа немесе газға алғаш рет байқалатын Р. Броуном. Беспорядочность ауыстыру мұндай бөлшектер түсіндіріледі сомасы импульс алынған өздері молекулалардың әр түрлі тараптар болуы мүмкін емес нөлге тең салдарынан түрлі санының соққы жақтан бөлшектер, және нәтижесінде бұл бөлшекті бір жағынан алар соққы молекулалары бар үлкен жылдамдықпен қарағанда, молекулалар, ударившие оның екінші жағынан.
Броундық қозғалыс байқалады сол заметнее аз бөлшектер және ортаның тұтқырлығы, және жоғары температура. Тәуелділігі температура дәлелдейді жылдамдығы молекулалардың хаостық қозғалысы артады артуына байланысты температура, сондықтан оны атайды жылу қозғалысы.

Өзара іс-қимыл молекулалардың.
Межмолекулярные күш бар электромагниттік табиғатын және жинақталады екі түрі — притяжению және отталкиванию. Бұл күштер болып табылады короткодействующими және білінеді ғана қашықтықтарда салыстырмалы өлшемдері молекулалардың. Күшін тарту және отталкивания тез төмендейді артуымен молекулалар арасындағы қашықтық, бірақ жылдамдығы, олардың кему алуан түрлі. Күші отталкивания басым шағын қашықтықтарда және шексіз өсуде қарай жақындау қашықтық орталықтарының арасындағы масс молекулалардың r шаралары шамасы d, ол ретінде қарастыруға болады молекулалардың эффективті диаметрі.
Тартылыс күші азаяды ұлғаюымен r әлдеқайда баяу күші отталкивания, сондықтан бар біраз мәні межмолекулярного қашықтық r = r0, онда отталкивания күшін және тартылыс бойнша бір-бірін, сондықтан қорытқы күш межмолекулярного өзара іс-қимылдың жүгінеді нөл.
Өзгерту агрегаттық жай-күйі көрсетілген заттар

Агрегаттық күйі
Кез-келген зат болуы мүмкін үш агрегаттық күйде: қатты, сұйық және газ тәрізді.
Газдардағы жылулық қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы молекулалардың айтарлықтай асып түседі әлеуетті энергиясы, олардың өзара іс-қимыл. Бұл жағдайда күштер арасындағы өзара іс-қимыл молекулалар өте әлсіз әсер етеді сипаты, олардың салыстырмалы қозғалыс, өйткені молекулалар бар жеткілікті үлкен қашықтықта бір-бірінен. Қарай азайту температура немесе сығу кезінде өзара іс-қимыл молекулалардың бастайды ойнауға өте маңызды рөл атқарады, бұл газ соңында ауысады конденсацияланган күй — сұйықтық.
Сұйықтықтың орташа энергиясы өзара іс-қимыл молекулалардың шамамен тең орташа энергиясы жылулық қозғалыс. Жылулық қозғалыс бұзады арасындағы байланыс молекулалар әкеледі ауыстыру, олардың бір-біріне қатысты ішіндегі көлемінің сұйықтық. Осыған байланысты сұйықтық қабылдайды, ыдыстың нысанын, ол қыз.
Астында қатты тұрғыдан зерттеледі, әдетте, түсініледі кристалдар, өзіне тән ерекшелігі болып табылатын тұрақты орналасуы оның ішінде атомдар немесе иондар. Туралы жиынтығы нүктелерінің орналасқан атом ядро ретінде айтады кристалдық торда, ал өздері бұл нүктелер деп атайды тораптары торлар.
Жылу қозғалысы атомдар немесе иондар кристалл сипатқа негізінен тербелмелі сипатқа ие болады. Алайда, өйткені кристалда кинетикалық энергия тербелмелі қозғалыс атомдар айтарлықтай аз абсолюттік маңызы бар әлеуетті энергиясы, олардың өзара іс-қимыл, онда жылулық қозғалыс мүмкін емес бұзады арасындағы байланыс атомдарынан. Сондықтан қатты денені қарағанда сұйықтық сақтайды, пішінін және үлкен механикалық беріктігі.
Басқа кристалдық тел бар аморф денелер. Олар, дегенмен қаралады әдетте қатты білдіреді переохлажденные сұйықтық. Егер кейбір атом аморфты дене ретінде орталық, онда таяу оған атомдар орналасатын болады белгілі бір тәртіппен, бірақ, жою шаралары бойынша «орталық» атомның бұл тәртіп бұзылады және орналасуы атомдар айналады кездейсоқ. — Аморфным телам жатады шыны, пластмасса және т. б.
Бір агрегаттық күйден (тұрақты қысым) жүреді қатаң белгіленген температурада және әрқашан байланысты бөле отырып, немесе жұту біраз мөлшерде жылу. Көшу заттар бір күйден жүреді емес, лезде, ал біраз уақыт, екі жай заттың бар бір мезгілде жылу тепе-теңдік.
Балқыту және кристалдау
Қарай өсу температурасы энергия тербелмелі қозғалыс атомдар қатты теле артады және, сайып келгенде, басталады мұндай сәтте арасындағы байланыс атомдарымен бастайды қосудың үзілуі. Бұл ретте қатты дене сұйықтық күйіне ауысады. Мұндай көшу деп аталады плавлением. Кезде тіркелген қысымы балқыту жүреді қатаң белгіленген температурада.
Үшін қажетті жылу мөлшерін айналдыру бірлік массасын заттың сұйықтық температурасы балқу деп атайды меншікті балқу жылулығы l.
Үшін балқу заттың массасы m жұмсау қажет жылу саны тең:
Q = l·m. (5)
Салқындату кезінде балқытылған қатты дененің орын кері процесс, деп аталатын кристаллизацией. Білім кристалл сондай-ақ, жүреді, тұрақты температурада тең температура балқу. Кристалдану кезіндегі сұйықтық бөлінеді, осындай жылу саны, қандай поглощается кезінде балқытуға заттар, сол массасы.
Аморф денелер санкцияларын кристаллам жоқ белгілі бір балқу температурасын.

Булануы және конденсаттау.
Қалай сұйықтарда және қатты денедегі әрқашан бар біраз саны молекулалардың энергиясы олардың жеткілікті еңсеру үшін тартылыс басқа молекулам және қабілетті алшақ бетінің сұйықтық немесе қатты дене және өту оларды қоршаған кеңістік. Бұл процесс үшін сұйықтық деп аталады булануын (немесе парообразованием), ал қатты денелер — сублимацией (немесе возгонкой).
Саны жылу Q, хабарлау қажет сұйықтықтың булануы үшін бірлік, оның массасын тұрақты температурада, деп аталады меншікті булану жылуымен r.
Жылу саны, ол керек жұмсау үшін ауыстыру бу сұйықтық массасы m,
Q = r·m. (6)
Нәтижесінде хаостық қозғалыс үстіндегі сұйықтық молекуласы жұп ережелеріне бағынбай қолданылу саласына молекулалық күштер, қайта қайтарылады сұйықтық. Бұл процесс деп аталады суға айналдыра отырып. Сұйықтықтың булануы жүреді, кез келген температурада және тезірек қарағанда, жоғары температура, көп алаңы еркін бетінің испаряющейся сұйықтар және тез жойылады пайда болған, үстінде сұйықтық булары.
Назар аудару қажет, бұл процесс булану артуына байланысты ішкі энергиясын заттар, ал конденсация процесі — азаюымен байланысты.

Қаныққан және қанықпаған булар. Ылғалдылығы.
Егер бір уақытта саны испаряющихся және конденсирующихся молекулалардың жұп бірдей болса, онда саны молекулалардың бу үстінен сұйықтық болып қалады тұрақты . Мұндай жай-күйі деп атайды динамикалық равновесием бу мен сұйықтық. Жұп орналасқан, динамикалық тепе-теңдік сұйықтықпен деп атайды насыщающим (немесе қанық). Кезінде өзгермейтін температурада тығыздығы насыщающего бу үстінен сұйықтық қалады тұрақты.
Бу тығыздығы төмен тығыздығы насыщающего бу сол температурада, деп атайды ненасыщающим (немесе ненасыщенным).
Ненасыщенный жұп заңдарға бағынады идеал газ.
Жеке жағдайы булану болып табылады кипение. Бұл процесс қарқынды булану ғана емес, еркін бетінің, бірақ және көлемде сұйықтық. Көлемінде құрылады көпіршіктер, толтырылған қаныққан бу. Олар жоғарыға көтеріледі әсерінен выталкивающей күштері мен разрываются бетінде. Орталықтары, олардың білім беру болып табылады ұсақ көпіршіктер бөгде газдар немесе бөлшектердің әр түрлі қоспалар.

Процесі айналдыру сұйықтық бу шығындарды талап етеді энергия алшақтық арасындағы байланыстарды молекулалар сұйық және жұмысқа қарсы күштер сыртқы қысым. Қаныққан будың қысымы Рнас ішіндегі пузырька тұрған бетінде сұйықтықтың сомасына тең сыртқы қысымды сұйықтық Рвн және қысым искривленной беті сұйықтық.
Рнас= Рвн+ 2s/r , (7)
мұндағы r — радиусы пузырька,
s — коэффициент беттік керілу.
Егер дақ бар мөлшері шамамен бірнеше миллиметр және одан астам, онда екінші слагаемым елемеуге болады және, демек, үлкен көпіршіктері өзгеріссіз сыртқы қысым сұйықтық закипает, қашан қысым қаныққан бу пузырьках, тең сыртқы қысым .
Үшін айтуға, көп немесе аз су буларының тұр ауада, түсінігін енгізеді ылғалдылығы. Абсолютті ылғалдылық — бу, айқын килограммен қамтылған 1 м3 кезінде осы температура, т. е. абсолюттік ылғалдылық тең тығыздығы су буы. Салыстырмалы ылғалдылық — бұл қатынасы абсолютті ылғалдылық — тығыздығы қаныққан будың берілген температурасы.
В = 100% . (8)
Тығыздығы қаныққан буының берілген температурада бар шамасы табличная. Анықтау үшін салыстырмалы ылғалдылығын білу керек, абсолютті ылғалдылығы, ол бойынша анықтауға болады нүктесінде шық.
Нүктесінде шық сәйкес температурасы кезінде бу жүрген ауада айналады насыщающим.

Молекулалық физика және термодинамика зерттейді қасиеттері мен мінез-құлқы макроскопиялық жүйелер, яғни жүйелер, тұратын үлкен санының атомдар мен молекулалардың. Типтік жүйесі, біз бетпе-бет, күнделікті өмірде, құрамында шамамен 1025 атомдар.
Зерттеу кезінде мұндай жүйелердің маңызды болып табылады жылжымалы бөліктер бетіндегі макроскопиялық шамалар, тікелей өлшенетін тәжірибелі жолымен сипаттайтын қасиеттері бүкіл жиынтығы молекулалардың. Ескере отырып, необычайную күрделілігі макросистем бастау керек зерттеу неғұрлым қарапайым объектілері – жүйелерінің жай-күйі уақыт өте келе өзгереді. Жағдайы макроскопической жүйесін, онда ол орналасқан неопределенно ұзақ уақыт деп аталады равновесным (ол туралы айтады, сондай-ақ, жай-күйі туралы жылулық тепе-теңдік).
Равновесное жүйесінің жай-күйі тұтастай алғанда, болуы мүмкін сипатталған көмегімен шамалар деп аталатын макроскопическими параметрлеріне, олардың қатарына жатқызады қысымы, көлемі және т. б. Әрқайсысы параметрлерін сипаттайды біраз қасиеті. Мәселен көлемі V шара қасиеттері жүйесін атқаруға сол немесе өзге облысы кеңістігін қысым; Р – шара қасиеттері жүйесін қарсылық сыртқы өзгертуге оның көлемін.
Жағдайы жылулық тепе-теңдік жылжымалы бөліктер бетіндегі макроскопиялық параметрлері өзгермейді уақыт өте келе қалады тұрақты.
Бірі ең маңызды параметрлерін сипаттайтын тепе-теңдік қасиеттері макроскопической жүйесі болып табылады температура. Қосамыз бұл параметр, ол үшін қарастырайық екі дененің мүмкін өзара іс-қимыл және алмасу энергиясымен. Бұл түрі өзара іс-қимыл, деп аталатын жылу әкеледі қақтығыстардың нәтижесінде молекулалардың саласындағы контактіні екі тел жүреді беру энергия молекулалардың жылдам — баяу. Бұл білдіреді, бұл қозғалыс энергиясы атомдар бір теле азаяды, басқа жағдайда – ұлғаяды. Денесі, ол жоғалтады энергия деп атайды аса қызған, ал денесі, оған энергиясы ауысады – аз қыздырылған. Мұндай көшу энергиясын дейін де емес, жай-күйі көтеріледі жылулық тепе-теңдік. Жағдайы жылулық тепе-теңдік дәрежесін нагретости тел бірдей. Үшін сипаттамалары дәрежелі нагретости дене енгізеді параметр деп аталатын температурасы.
Тәжірибесінен белгілі температура өзгерген кезде өзгереді мөлшері, тел, электр кедергісі және басқа да қасиеттері. Осылайша, температурасын анықтауға болады өзгерту бойынша қандай да бір ыңғайлы өлшеу үшін физикалық қасиеттері және осы заттар.
Көбінесе өлшеу үшін температура пайдаланады қасиеті сұйықтық өзгертуге көлемі кезінде қыздыру және салқындату. Құрал, оның көмегімен өлшенеді температура деп аталады термометрмен.

Кәдімгі сұйықтық термометр тұрады шағын шыны резервуардың, оған қосылды шыны түтік отырып, тар ішкі арнасы. Резервуар мен түтіктер жасалынады сынаппен немесе басқа сұйықтықпен. Температурасы қоршаған орта, оған погружен термометр бойынша анықтайды ережеге жоғарғы деңгейін сынап тұтқасы. Бөлу шкаласы келіссе, күндіз былайша. Санды 0-ден қояды орны шкаласын, онда деңгейін белгілейді столбика сұйықтықтың кезде термометр түсірілуі » гүлтешесі қар, саны 100 – жерде деңгейін белгілейді столбика сұйықтықтың кезде термометр погружен в буы, су қайнаған кезде қалыпты қысымда (105 Па). Арасындағы ара қашықтық осы және тегтелген бөледі 100 тең бөлшектер деп аталатын градусами. Мұндай температуралық шкаласы құрылды Цельсием. Градус Цельсий шкаласымен білдіреді °С.
Сонымен макроскопиялық параметрлерді енгізеді жүйесінің параметрлерін байланысты жеке сипаттамалары бар, оның құрамдас бөлшектер, деп аталатын микроскопическими. Олардың қатарына бірінші кезекте массасы бөлшектер, олардың жылдамдығы, кинетикалық энергиясы.
Идеалды газ. Негізгі теңдеуі молекулалы-кинетикалық теориясы идеал газ.
Теориясы құрылды неміс физик Р. Клаузисом 1957 жылы моделі үшін нақты газ деп аталады, ол идеалды газ. Негізгі белгілері, модельдері:
арасындағы қашықтық үлкен молекулалар салыстырғанда олардың көлемі;
арасындағы өзара іс-қимыл молекулалар қашықтықта жоқ;
соқтығысу кезіндегі молекулалардың әрекет үлкен күш-отталкивания;
соқтығысу көптеген аз уақыт еркін қозғалысын арасындағы келісім.
Молекулалық-кинетикалық теория (МКТ) белгілейді арасындағы байланысты макро — және микропараметрами идеал газ. МКТ-ң негізгі теңдеуі білдіреді білдіреді байланыс қысым газдың орташа кинетикалық энергиясы молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының. Газ қысым ыдыстың қабырғасының нәтижесі болып табылады көптеген соққы молекулалардың. Әрбір соққы қабырғасы алады қуатты импульс шамасы оның жылдамдығына байланысты болады молекулалардың және, демек, энергия, олардың қозғалысы. Кезінде үлкен қатарында соққы құрылады және тұрақты қысым, газ қабырғаға. Соққы саны концентрациясына байланысты молекулалардың n. Осылайша, күтуге болады, бұл газ қысымын байланысты концентрациясы молекулалардың және энергиямен олардың қозғалысы. Аламыз МКТ негізгі теңдеуі.
Қарастырайық сфералық көлемі радиусы R, N идеал газ молекулаларының. Қарастырайық қозғалысы. Мысалы, молекуласы двигалась түсінікті жасаңыз бастап серпін ударилась туралы қабырғасына бұрышпен ψ — норманың және отскочила одан сол бұрышпен бола тұра, импульс . Табамыз импульс берілген молекула қабырғаға соққы кезінде. Заң импульс моментінің сақталу:
Т. к. соққы серпімді, және = 0, сондықтан бағытталған нормал бойынша қабырғасына және модуль бойынша мынаған тең:
.
Жол молекуласы өтіп, бір соққы туралы қабырғасына дейін басқа тең АВ-хорда, т. е. шамасы 2Rcosψ.
Табамыз соққы саны молекулалар туралы қабырғасына бір секундта. Ол сияқты қатысты жылдамдығы молекулалар жолдары, проходимому молекула бір қабырғасымен соқтығысуы дейін басқа:
.
Бетпе-бет келген күннен қабырғалары ыдыс, бір молекуласы бір секундта деп оған импульс
Жиынтық импульсі, сообщенный барлық N молекулалар қабырғаға ыдыстың бір секундта тең болады
.
II заңының Ньютон керек, бұл импульс, сообщенный үшін уақыт бірлігінде қабырғаға сайла күшіне тең, сондықтан күш, қысым, қолданыстағы жер бетіне ыдыс тең
.
Қысым табамыз жинақтаушы күшіне алаңы бетінің сфералық ыдыстың:
,
, онда – көлемі ыдыстың газбен.
Перепишем алынған теңдік түрінде:
Помножив және поделив оң бөлігі молекулалардың саны N көлемде V, аламыз:
немесе (9)
Мұнда енгізілген шама – орташа квадраттық жылдамдығы тең өсіп тұрған квадратному сомасы квадраттар барлық жылдамдықтар деленной саны молекулалар:
. (10)
Сонда
, (11)
мұндағы n –молекулалардың концентрациясы.
Бұл теңдеу деп аталады негізгі уравнением молекулярлық-кинетикалық теориясы идеал газ.
Аламыз байланыс қысым орташа кинетикалық энергиясы ілгерілемелі қозғалыс молекулалар
. (12)
— Дан формула (11) , демек:
. (13)
Осылайша, қысымы идеал газдың тепе-тең шығармасы концентрациясы молекулалардың орташа кинетикалық энергиясы ілгерілемелі қозғалыс молекулалар. Бұл бекіту санауға болады басқа тұжырымдармен негізгі теңдеуі молекулалы-кинетикалық теориясы идеал газ.
Дальтон Заңы.
Қарастырайық газ тұратын молекулалардың әртүрлі заттар орналасқан көлемінде V. Салдарынан хаостық жылулық қозғалысының молекуласының әрбір компоненттері қоспалар бөлінетін болады көлемі бойынша біркелкі, яғни егер қалған компоненттері газ белгіленімі болған жоқ. Тұрақты соударений молекулалардың бір-бірімен қатар жүретін ішінара алмасумен олардың арасындағы импульстармен және энергиями, қоспалар белгіленеді жылулық тепе-теңдік. Барлық бұл әкеледі қысым әрбір компонент қоспасын тәуелді болмайды қатысу қалған.
Сонда нәтижелі қысым анықталады жиынтық қысыммен барлық компоненттері, және т. б. газдар қоспасы сондықтан дальтон заңы бойынша: қысым идеалды газдардың қоспалары сияқты сомасында парциальных қысымдар оған кіретін газдар.
, (14)
k – нөмірі газ компоненттері қоспасы, Pk – оның парциалдық қысымы, яғни онда қысым, ол болған еді k–ші газ, егер тек ол бір атқарды барлық көлемі, занимаемый қоспасымен.
Орташа квадраттық жылдамдығы молекулалардың.
Негізгі теңдеуі молекулалы-кинетикалық теорияның алуға болады формуланы есептеу үшін орташа квадраттық жылдамдығы молекулалардың
.
Шығарма массасының бір молекуласының m0 саны молекулаларының көлемінің бірлігіндегі n сияқты заттардың тығыздығы r : = r m0 * n.
Осылайша, . Айта
. (15)

Кез-келген жай-күйін өзгерту газ деп аталады термодинамикалық процесс.
Қарапайым процестермен тамаша газбен болып табылады изопроцестер. Бұл процестер кезінде газ массасы және оның жай-күйі параметрлерінің (температура, қысым немесе көлемі) тұрақты болып қалады.
Изопроцесс ағатын тұрақты температурада, изотермиялық деп аталады.
Эксперименттік Р. Бойлем және Э. Мариоттом деп тұрақты температурада туындысы қысымды газ көлемі үшін осы массаның газ бар шамасы тұрақты (закон Бойля–Мариотта):
(16)
Графикалық түрде бұл заң координаттары РV сызықпен бейнеленеді деп аталатын изотермой (сур.1).
Изопроцесс ағатын тамаша газбен, оның барысында қысым тұрақты болып қалады, деп аталады изобарным.
Тәуелділігі газ көлемінің оның температурасына тұрақты қысым орнатылды. Л. Гей-Люссаком екенін көрсетті көлемі газдың берілген массасының тұрақты қысымда артады желілік артуына байланысты температура (заң Гей-Люссака):
V = V0·(1 + ·t) (17)
мұндағы V – газдың көлемі температура t, °С; V0 – оның көлемі кезінде 0°С.
Шамасы деп аталады температуралық көлемдік кеңею коэффициенті. Барлық газдар  = (1/273°С–1). Демек,
V = V0·(1 +·t). (18)
Графикалық тәуелділігі көлем, температураны бейнеленеді түзу сызық – изобарой (сур. 2). Өте төмен температура кезінде (жақын – 273°С) заң Гей–Люссака орындалмайды, сондықтан тұтас сызық кестеде ауыстырылды пунктиром.
Изопроцесс ағатын газға, онда көлемі тұрақты болып қалады, деп аталады изохорным.
Зерттеу байланысты қысымды осы газ массасының температурасын өзгеріссіз көлемінде алғаш рет өткізіліп француз физик Шарлем. Ол қысым газдың осы массасы тұрақты көлемде артады желілік артуына байланысты температура (Шарль заңы):
P = P0(1+t). (19)
Мұнда P – газдың қысымы температура t, °С; P0 – оның қысымы кезінде 0 °С.
Шамасы деп аталады температуралық коэффициентімен қысым. Оның мәні байланысты емес табиғаттың газ; — барлық газдар = 1/273 °С–1. Осылайша,
P = P0(1 +·t). (20)
Графикалық қысымының температураға бейнеленеді түзу сызық – изохорой (Сур. 3).

Абсолюттік температура шкаласы.
Егер изохору жалғастыру облысқа теріс температура болса, онда қиылысу нүктесінде бастап абсцисс осі иеміз
P = P0(1 +·t) = 0. (21)
Осыдан температура кезінде оның қысымы идеал газ жүгінеді нөл, t = -273°С (дәлірек айтқанда,-273,16°С). Бұл температура ретінде таңдалған есеп берудің басталу термодинамической шкалалар, температура, ол ұсынылды ағылшын ғалымы Кельвиным. Бұл температура деп аталады нөлмен Келтен (немесе абсолютті нуль).
Температура, отсчитанная бойынша термодинамической шкала температура белгіленеді және Оны деп атайды термодинамической температурасы. Өйткені мұздың еру нүктесі қалыпты атмосфералық қысым, қабылданған 0°С тең 273,16 К–1 болса, онда
Т = 273,16 + t. (22)
Теңдеуі Клайперона.
Аламыз басқа нысанын теңдеулер сипаттайтын изобара және изохорный процестер полента » теңдеулер (18) және (20) температурасын, отсчитанную Цельсий шкаласымен, термодинамической температурасы:
V = V0(1 + ·t) = V0() = V0
Деңгейін белгіледі газ көлемі кезінде температура Т1 мен Т2, V1 және V2, запишем
V1 = V0, V2 = V0.
Қолдап почленно бұл теңдікті аламыз заңы Гей — Люссака түрінде
V1/V2 = Т1/Т2
немесе
= сonst. (23)
Ұқсас аламыз жаңа түрін заңының Шарль :
(24)
Заңдар Шарль және Гей-Люссака біріктіруге болады бір жалпы заңы байланыстыратын параметрлері P, V және T кезінде массасы өзгермейтін газ.
Шынында да, айталық, бастапқы жағдайы кезінде газды m = const параметрлермен сипатталады V1, Р1, Т1, ал соңғы – сәйкесінше V2, Р2, Т2. Болсын көшу бастапқы жай-күйін соңғы жағдайы арқылы жүреді екі процестер: изотермиялық және изобарического. Бірінші процесінің изменим қысымы Р1 арналған Р2. Көлемі, ол кетеді газ осыдан кейін көшу, белгілейміз V, онда заң бойынша Бойля–Мариотта, Р1V1 = Р2V, қайдан
(25)
Екінші кезеңде уменьшим температурасы, с, Т1-ден Т2, бұл ретте көлемі өзгереді маңызы V ден V2; демек, заң бойынша Шарль қайдан
(26)
Қр теңдеулері (25) және (26) тең сол жақ бөлігін; демек, тең және оң жақ, содан кейін , немесе
, (27)
яғни жазуға болады, бұл
. (28)
Білдіру (28) деп атайды уравнением Клапейрона немесе біріккен газ заңы).
Идеал газ күйінің теңдеуі – теңдеу Менделеев-Клапейрона.
Мәні кіретін теңдеу (28) тұрақтылар, ол ретінде белгіленеді R, бір моля кез-келген газдың бірдей, сондықтан бұл константа атауын алды әмбебап газ тұрақты.
Табамыз сандық мәні R БР үшін не учтем, бұл, бұл заң Авогадро, бір моль кез-келген газдың бірдей қысымы мен бірдей температура алады сол бір көлемі. Атап айтқанда: Т0 = 273K және атмосфералық қысым Р0 = 105 Па, көлемі бір моля газ тең V0 = 22,4·10-3 м3. Сонда R == 8,31 Дж/(моль· К).
Теңдеу (28) бір моля газ түрінде жазуға болады
. (29)
— Дан теңдеу (29) оңай теңдеуі үшін кез-келген газ массасының. Газ массасы m созылады көлемі V = V0(m/M), мұнда М – масса 1 моль, m/M – саны молей газ. Умножив екі бөлігін теңдеу (29) m/M, аламыз .
Өйткені , онда түпкілікті аламыз
. (30)
Теңдеу (30) деп аталады уравнением Менделеев – Клапейрона және негізгі болып табылады уравнением, байланыстырушы параметрлері газ күйіндегі жылулық тепе-теңдік. Сондықтан оны атайды уравнением идеал газ күйінің.
Температура — шара орта кинетикалық энергиясы

Салыстыра отырып, идеал газ күйінің теңдеуі мен теңдеуі газдардың кинетикалық теориясының, жазылған бір моля (ол үшін молекулалардың саны N алайық санына тең Авогадро NА), табамыз орташа кинетикалық энергиясын бір молекуласы:
мен .
Қайдан
. (31)
Ілгерілмелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы молекулалар байланысты емес, оның табиғат және пропорционалды абсолюттік температура газ T. бұл абсолютті температура болып табылады орташа кинетикалық энергиясы молекулалардың.
Шамасы R/NA = k теңдеулер (31) атауын алды Больцман тұрақты болып табылады газ тұрақты, жатқызылған бір молекуласындағы:
k = 1,38·10-23 Дж/К-23.
Себебі =кТ, онда орташа квадраттық жылдамдығы тең

Подставляя мәні орташа кинетикалық энергиясы молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының (31) теңдеуі молекулалы–кинетикалық теориясы газдардың аламыз, басқа нысанына күйінің теңдеуі идеал газ:
P = n0kT. (33)
Газ қысымы тепе-тең шығармасы санының молекулаларының көлемінің бірлігіндегі оның термодинамическую температурасы.
— Сур. келтірілген тәжірибе сызбасы Штерна жылдамдығын анықтау үшін молекулалардың газ.
«Нагревателе бетінен сым, үйде электр тогымен испаряются күміс атомдары. Ережелеріне бағынбай келген қыздырғышты арқылы тесік және вакуумдық камераны, молекулалар бу жүйесінің көмегімен саңылаулар қалыптастырылады тар байламы бағытталған жағына екі диск, айналмалы бұрыштық жылдамдықпен w .Дискілер үшін пайдаланылады сұрыптау бойынша молекулалардың жылдамдықтары. Арасындағы бұрыш кертіктері бар тақтадан » дискілерде q. Арасындағы қашықтық дискілер X процесінде эксперимент өзгермейді. Үшін молекуласы жұп тисе қабылдағыш детектордың бөлшектер, ол арқылы өту тіліктердің бұл дискілерде. Бұл үшін өту уақыты молекулалар қозғалатын жылдамдығы V арасындағы дискілер тең болуы тиіс уақыт бұрылу тіліктердің екінші дискінің айналу бұрышы q.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *