ГЮЙГЕНС – ФРЕНЕЛЬ ПРИНЦИПІ
192
Г
107
∑
Үштік температурадан (Т
ү
) төменгі температурада газ заттың қатты фазасымен
тепе-теңдікте болады, ал үштік нүкте мен кризистік нүкте (К) арасында – сұйық
фазамен тепе-теңдікте болады. Осы күйдегі газ әдетте заттың
бу күйі деп аталған.
Кризистік температурадан (Т
к
) төменгі температурада (Т) газды конденсациялауға
және оны қысымын арттыру арқылы өзге (қатты немесе сұйық) агрегаттық күйге
түрлендіруге болады. Температура кризистік температурадан артық, яғни Т>Т
к
,
болған кезде фазалық ауысу болмайды.
Қалыпты жағдайда (0°С-та және атм. қысымда) газдың тығыздығы осы газдың
қатты (немесе сұйық) күйіндегі тығыздығынан жуық шамамен 1000 есе кем болады.
Бөлме температурасында жоғары вакуум кезінде (мысалы, р ~10
–14
мм сынап
бағаны) газдың тығыздығы ~10
–20
г/см
3
. Жоғары қысым (р) және кризистік темпе-
ратурадан жоғары температура кезінде газдың тығыздығы өте жоғары (мысалы,
кейбір жұлдыздарда ~10
9
г/см
3
) болады.
Жеткілікті сиретілген газ молекулаларының орташа арақашықтығы
молекулааралық өзараәсерлесу күштерінің радиустарынан едәуір артық болады.
Қалыпты жағдайда
1см
3
ауданда ~10
19
молекула, ал олардың арақашықтықтары
~10 нм (нанометр) болады. Молекулааралық өзараәсерлесу 0,5 – 1 нм қашықтықта-
ақ онша әсер ете алмайды. Молекулааралық өзараәсерлесу күші әсер ететін
арақашықтық молекулалардың соқтығысуы ретінде қабылданады. Молекулааралық
күштің әсер ететін радиусы молекулалар арасының орташа арақашықтығынан 10
есе кем, сол себепті молекулааралық күш әсер ететін жалпы көлем газдың толық
көлемінен 10
–3
есе аз болады. Осы жайт қалыпты жағдайда газдың меншікті көлемін
елеусіз аз деп есетеп молекулаларды бірімен бірі өзара әсерлеспейтін
материалдық
нүкте ретінде қарастырып,
идеал газ деп қарастыруға болады. Жылулық тепе-
теңдік кезде идеал газдың молекулаларының қозғалыстары барлық бағыттарда
бірдей болады, ал жылдамдықтары Максвелльдің үлестірілуіне бағынады.
Газ молекулалары әр түрлі жылдам-
дықпен және әр түрлі бағытта үз-
діксіз қозғалады. Ыдыстың қабырға-
сымен соқтығысқанда қысым пайда
болады. Тіптен өте аз көлемінде де
көптеген молекула болатындықтан,
олардың қысымы барлық тұста бір-
дей болады. Қысым көлем бірлігінде-
гі молекулалар саны мен олардың ор-
таша кинетикалық энергиясына про-
порционал болады.
ГЮЙГЕНС – ФРЕНЕЛЬ ПРИНЦИПІ
Г
107
∑
Идеал газдың молекулаларының тек кинетикалық энергиясының болуы себепті
газдың
ішкі энергиясы оның жайғасқан (алып жатқан) көлеміне тәуелді болмайды
(Джоуль заңы). Молекулалық-кинетикалық теория газдың өзін қоршаған қабырғаға
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
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 тәуелді сызықтық
қатынаспен артатын болады.
