Бағдарламасы 2013 ж №1 басылым 5В072400 «Технологиялық машиналар және жабдықтар» мамандықтары үшін

жүктеу 41,41 Mb.

бет	123/385
Дата	04.12.2017
өлшемі	41,41 Mb.
	#3067
түрі	Бағдарламасы

1 ... 119 120 121 122 123 124 125 126 ... 385

2 МОЛЕКУЛАЛЫҚ ФИЗИКА

2.1 Идеал газ күйінің теңдеуі

Молекулалық физика - зат құрылысы мен қасиеттерін молекулалық-кинетикалық теория (МКТ) тұрғысынан қарастырып зерттейтін физиканың бөлімі. Молекулалық- кинетикалық теорияда “идеал газ” моделі қолданылады. Осы модельге сәйкес идеал газ деп: а) газ молекулаларының өлшемі оның алып тұрған көлемінен көп кіші болатын; б) газ молекулаларының арасындағы өзара әсер күші ескерілмейтіндей өте аз болатын; в) газ молекулаларының өз арасындағы және олардың ыдыс қабырғасымен соқтығысулары абсолют серпімді деп есептелетін газды айтады.

Молекулалық-кинетикалық теория тағайындалғанға дейін, тәжірибелер нәтижесінде идеал газ күйлерін сипаттайтын заңдылықтар тағайындалған болатын. Газ күйін толық сипаттау үшін қандай да бір күй функциясының нақты түрін немесе толық параметрлер жүйесінің мәндерін көрсету керек. Күй функциясына ішкі энергия, энтропия, энтальпия жатады, ал параметрлерге газ көлемі (V), қысымы (Р), температурасы (Т) және массасы

жатады. Параметрлер тікелей өлшеуге ыңғайлы болғандықтан практикада газ күйін жоғарыда аталған параметрлермен анықтайды.

Жүйе күйін сипаттаушы параметрлердің біреуі тұрақты қала отырып өтетін процестер изопроцестер деп аталады.

Газ бір күйден келесі күйге тұрақты температурада (Т = const) өтетін процесті изотермиялық процесс деп атайды.

Егер температура тұрақты болса, газдың берілген массасы үшін көлемі мен қысымының көбейтіндісі тұрақты болады. Мұндай процесс Бойль-Мариотт заңы арқылы сипатталады, графигі изотерма деп аталады (2.1.1-сурет).

(2.1.1)

2.1.1 – сурет. Изотермалық процесс

Тұрақты қысымда ( Р = const) өтетін процесті изобаралық процесс дейді. Бұл процесс Гей-Люссак заңымен сипатталады. Қысымы тұрақты болған жағдайда оның көлемінің температураға тәуелділігі төмендегіше беріледі:

(2.1.2)

мұндағы

- көлемдік ұлғаю коэффициенті, графигі изохора деп аталады (2.1.2-сурет).

2.1.2 – сурет. Изобаралық процесс

Газ күйінің тұрақты көлемде (V =const) өзгеруі изохоралық процесс делінеді. Бұл процесс Шарль заңымен сипатталады. Газдың көлемі тұрақты болса, қысымы температураға пропорционал болады.

(2.1.3)

2.1.3 – сурет. Изохоралық процесс
мұндағы - қысымның термиялық коэффициенті. Графигі изохора делінеді. (2.1.3- сурет).

Газ күйінің өзгерісі тек тұрақты массада өтетін болса, атап айтқанда 1 моль, ал басқа параметрлерінің барлығы өзгеретін жағдайда, газ параметрлерінің өзара байланысы төмендегідей теңдеу арқылы берілетіндігі тәжірибеде дәлелденген:

(2.1.4)

Бұл теңдеуді 1834 жылы француз инженері Клапейрон қорытып шығарған. Осы формуладағы V көлем орнына V₀ молярлық көлемді алған жағдайда

(2.1.5)

(2.1.4) теңдіктің оң жағындағы тұрақты шаманың мәнін анықтап жазсақ, ол универсал газ тұрақтысына тең, яғни

мұндағы R-универсал газ тұрақтысы, R=8,31Дж/мольК. Бұл теңдеуді 1875 жылы Менделеев қорытып шығарған. Егер газдың 1 молінің V₀ көлеміндегі газ массасы

(молярлық масса) болса, V көлемдегі газ массасы m болады. Ендеше m массалы газ көлемі

(2.1.6)

болады.

Онда кез келген m массалы газ үшін Менделеев-Клапейрон теңдеуі былай жазылады:

(2.1.7)

жүктеу 41,41 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 119 120 121 122 123 124 125 126 ... 385