Г
107
∑
ГЮЙГЕНС – ФРЕНЕЛЬ ПРИНЦИПІ
176
177
түсіретін қысымын молекулалардың орташа соққыларының (бетке уақыт бо-
йынша есептелген) әсерлері ретінде қарастырылады. Газдың 1 моліне арналған
теңдеу: р=V
μ
=RT – Клапейрон теңдеуі деп аталған, мұндағы R=kN – әмбебап газ
тұрақтысы (
N – 1 мольдегі молекула саны),
V
μ
– 1 мольге тиесілі көлем. Клапейрон
теңдеуінен темепература (Т) мен қысым (р) бірдей болған кезде идеал газдың 1 моль
мөлшерінде алынған кез келген газдардың көлемдері тең болады және осындай
газдардың бірлік көлемдеріндегі молекулалардың сандарының да тең болатыны
байқалады (Авогадро заңы). Газдың Температурасы (Т) мен қысымы (р) жылулық
тепе-теңдікте болатын жағдайда оның бүкіл көлемі бойынша температура (Т) мен
қысым (р) бірдей, молекулалар ретсіз қозғалыста болады, реттелген ағындар бол-
майды. Газда температура (Т) мен қысым (р) төмендеулерінде (градиентерінде)
тепе-теңдіктің бұзылуына және градиенттің бағытында энергияның, массаның
немесе басқадай шамалардан тасымалдануына әкеп соқтырады.
Молекулалық-кинетикалық теория газдың кинетикалық қасиеттерін –
жылуөткізгіштікті, диффузияны, тұтқырлықты ортақ көзқараспен қарастырады:
диффузияны молекулалардың массаны тасуы ретінде, жылуөткізгіштікті олардың
энергия тасуы ретінде,
тұтқырлықты қозғалыс мөлшерін тасушы ретінде
түсіндіреді. Идеал газ моделі тасымалдау құбылысын талдау үшін жарамсыз, оның
себебі қарастырылған үрдістерде (процестерде) молекулалардың соқтығысулары
және сызықтық өлшемдер маңызды болса, идеал газдар үшін әлгілер тек
молекулалардың соқтығысу сәттерінде ғана әсерлеседі. Молекулалардың орташа
еркін жол ұзындығы тасымалдау үрдісіне әсерін тигізеді.
Тығыздық артқан кезде газдың қасиеттері өзгереді – олар идеал газ болудан
қалады. Клапейронның теңдеуі, яғни күйлер теңдеуі қолданылмайтын болады.
Оның себебі газ молекулаларының орташа арақашықтықтары молекулааралық
өзараәсерлесу радиусымен теңеседі. Нақты газдардың термодинамикалық
қасиеттерін сипаттау үшін күйлердің әртүрлі теңдеулері пайдаланылады. Нақты
газдың идеал газдан негізгі айырмашылығын сапалы түрде дұрыс сипаттайтын
Газға қаншалықты қысым түсіріл-
се, ол соншалықты аз көлем алады,
pV-const (pV шамасы тұрақты) бо-
лады. Газдың берілген массасының
көлемі тұрақты қысым кезінде жә-
не газдың берілген массасының қы-
сымы тұрақты көлем кезінде тем-
ператураға байланысты сызық-
тық қатынаспен артатын бола-
ды.
177
ГЮЙГЕНС – ФРЕНЕЛЬ ПРИНЦИПІ
176
177
Г
107
∑
теңдеуге, бір жағынан, молекулалар арасындағы тартылыс күштерін (бұлардың
әсері газдың қысымын азайтады), екінші жағынан, газдың шексіз сығылуына
кедергі келтіретін тебу күштерін кемітуге әкелетін күштерді есепке алатын Ван-
дер-Ваальс теңдеуін мысалға келтіруге болады.
Теориялық тұрғыда мүмкіндігінше жақсы негізделген (кризистік нүктеден алыс
күйге арналған) күйдің вириал теңдеуіне pV=RT (1+B/V+C/V
2
+...) теңдеуі жатады,
мұндағы
В, С т.б. коэффициенттер молекулалар жұбының (
В), үш молекуланың (
С)
т.б. жоғары реттік соқтығысулары бойынша анықталады. Вириалды коэффициент-
тер тек температураның (Т) функциялары болады. Нақты газдың ішкі энергиясы
көлемге (V) (молекулалар арасындағы арақашықтыққа тәуелді) тәуелді, оның
себебі молекулалардың потенциалдық энергиясы олардың өзара орналасуларымен
анықталады. Нақты газдың температурасының (Т) өзгеруі, газ кеуек аралықтан
(қабырғадан) баяу тұрақты жылдамдықпен өткен кезде [осы үрдіс
дросселдеу
деп аталған] өткен кездегі молекулааралық өзараәсерлесумен байланысты. Газ
температурасының өзгеруі кезіндегі өлшеуіші
Джоуль-Томсон коэффициенті
болады. Газ молекулаларының ішкі құрылымы олардың термиялық қасиеттеріне –
қысымға, температураға, тығыздыққа және осы шамалар арасындағы байланысқа
әлсіз әсер етеді, олардың молекулалық массалары маңызды болады. Керісінше,
газдың калориялық қасиеттері (жылусыйымдылық, энтропия, т.б.) осылармен
қатар оның электрлік және магниттік қасиеттері молекулалардың ішкі құралымына
едәуір тәуелді болады.
Газдың электрлік қасиеті бірінші кезекте молекулалардың немесе атомдардың
иондалу мүмкіндігімен, яғни газда
электрлік зарядталған бөлшектердің пайда
болуымен байланысты. Зарядталған бөлшектері (иондары және электрондары)
жоқ газ жақсы диэлектриктер болып табылады. Зарядтардың шоғырлануының
артуы газдың электрөткізгіштігін жақсартады. Температура бірнеше мың К-ге
(Кельвин температураға) артқан кезде газ ішінара ионданып плазмаға айналады.
Магниттік қасиеттері бойынша газдар д и а м а г н и т т і к (бұған инертті газдар,
сонымен қатар H
2
N
2
, СО
2
, Н
2
О) және п а р а м а г н и т т і к (О
2
) газға ажыратылған.
Молекулаларының тұрақты магниттік моменті болмайтын, оны тек сыртқы өрістің
ықпалымен ғана иеленетін газ-диамагнитті газ, ал молекулаларының тұрақты
магниттік моменті болатын газ өзін сыртқы магниттік өрісте парамагниттік газ
ретінде ұстайтын болады.
Молекулааралық өзараәсерлесуді және молекулалардың ішкі құрылымдарын
есепке алу газ физикасының көптеген мәселелерін (мысалы, атмосфераның
жоғарғы сиретілген қабаттарын ракеталар мен Жер серіктерінің қозғалыстарына
