д а р а р а -
с ы н д а г ы б а й -
л а н ы с т ы ң с и -
паты
Е р к і н д
0/
и
1к д э р е л
od
X
cd
e
с а н ы
*4
о
VO
cu
CJ
i
c \
c
p
1
3
5
Вір атомды
—
"
3
—
“
3
~ 2 R
2 *
1,67
Екі атомды
катан
3
2
—
3
I *
7
1 R
1,40
7
9
»
»
серпімді
3
2
I
7
7 Л'
1,29
Yin жәие
G
8
одан да
3
3
—
6
2 «
7 *
1,33
көп атом-
ды
катан
5 - т а б л и ц а
Г а з
М о л е -
к у л а д а -
I LJ
а т о м -
дііЧ/град. к м о л ь
С р
ю - з
д ж / г р а д , к м о л ь
Т
д а р
с а н ы
т е о р .
з к с п е р .
т е о р .
з к с п е р .
т е о р .
з к с п е р .
Г
е л и й
( Н
о
)
1
12.5
12.5
2 0 . 8
20 9
1.67
1.67
Оттегі ( 0 2)
2
2 0 . 8
20.9
29.1
28.9
1.40
1.40
Кем ip тотыгы
(СО)
2
2 0 . 8
21.0
29.1
29.3
1.40
1.40
Су буы (Н20 )
3
25.0
33.2*
27.8
33.2
41.5*
36.2
1.33
1.25*
1.31
* i = 8 үшін, яғни үйғарымда
режесі бар деген.
қосымша тербелмелі еркілдік до-
343
басқасы) молекулалардың атомдары қатаң байланыс-
қан деген болжамға сүйеніп алынған: экспериментальды
деректер бөлме температурасына жақын темпсратура-
ларда алынған.
5-таблицадан көріп отырганымыздай, теория мен экс
перимент арасындағы пікір бірлігі бір қараганда бір
және екі атомды молекулалар үшін гана болса да ойда-
ғыдай орындалатын сияқты. Шынында олай емес.
Өзіміз қарастырған теория бойынша, газдардың жылу
сыйымдылығы бүтін,
R/
2-ге еселі болуы қажет, өйткені
еркіндік дәрежелері тек бүтін сан ғана бола алады. Сон-
дықтан да,
С у
және
Ср
мәндерінің
Rf
2-ге еселі болатын
шамалардан сәл ғана ауытқуының өзі прннішппальды
роль атқарады. Таблицадан көріп отырғанымыздай, мүн-
дай өлшеудің мүмкін болатын қателерінен аса артық
кеткен ауытқулар жоқ емес.
Теория мен эксперименттің арасындағы айырмашы-
лық, әсіресе, жылу сыйымдылықтыц температураға то-
уелділігінен аса білінеді. 233-суретте сутегі үшін алын-
ған бір киломольдің
Су
жылу сыйымдылығьтның темпе-
ратураға тәуелділігінің қисығы кескінделген. Теория
бойынша, жылу срійымдылық температурага тәуелсіз
болуы тиіс [(102.7)-ні қараңыз]. Суреттен көріп отырга
нымыздай, бүл тек кейбір температура пнтервалдары-
ның жеке шектері үшін ғана орындалады екен, сонымен
қатар әр түрлі температура интервалдары үшін жылу
сыйымдылығының мәндері молекуланың сркіндік дәре-
желерінін әр түрлі санына сәйкес кследі. Д\зсслен,
/ — Г
344
учаскесінде
Су
шамасы —
R-
ге тең. Бұл молекуланын
тск ілгерілсмелі еркіндік дәрежелері ғана бар система
тәрізді ұстайтынын көрсетеді.
2— 2'
учаскесінде
С у
ша
масы
R
-ге тең. Демек, осы учаскеге сәйкес келетін
температураларда молекуланың бұдан анағұрлым төмен-
гі температураларда байқалатын үш ілгерілемелі еркін-
дік дәрежесінің катарына қосымша екі айналмалы ер-
кіндік дәрежесі қосылады. Ақырында, біршама жоғары
температураларда
С
к шамасы
R-re
тең болады, мұ-
ның өзі осындай температураларда молекула тербелісі-
нің пайда болғандығын білдіреді. Көрсетілген интервал-
дардың арасында жылу сыйымдылығы температураға
тәуелді монотонды, яғни еркіндік дәрежелерінің айны-
малы бөлшек санына сәйкес келетіндей турде өседі.
Сонымен, жылу сыйымдылық арқылы білінетін моле
куланын. еркіндік дәрежелері температураға тәуелді бо
лады екен. Төменгі температураларда молекулалардың
тек ілгерілемелі козғалысы ғана байқалады. Жоғары
температураларда ілгерілемелі қозғалыспен қатар мо-
лекулалардың айналмалы қозғалысы Да байқалады.
Ақырында, бұдан анағұрлым жоғары'температураларда
қозғалыстың алғашқы екі туріне молекулалардың тербе-
лісі де қосылады. Бул кезде, жылу сыйымдылық
сызығынын монотонды өзгерісінен көріп отырғанымыз-
дай, айналмалы қозғалысқа, содан соң тербелмелі қозға-
лысқа молекулалардың барлығы бірдей араласгіайды.
Алдымен, мысалы, айналмалы қозғалыс молекулалар-
дың бір бөлігінде ғана байқалады. Температура артқан
сайын, айналмалы қозғалыстағы молекулалар саны да
артып, ақыры температураның белгілі бір мәнінде айнал
малы қозғалысқа барлық молекулалар қатысады. Осы-
ран ұқсас процесс молекулалардыц тербелмелі қозғалы-
сы үшін де орын алады.
Жылу сыйымдылығынын осындай өзгеріс-сппатып
кванттық механика түсіндіреді. Кванттық теория таға-
йындағандай, айналмалы және тербелмелі қозғалыстар-
дың энергиясы квантталған екен. Муның өзі молекула
нын айналмалы қозғалысыныц жоне тербелмелі қозға-
лысының
энергиялары
кез
келген
мән
қабылдай
алмайтынын, тек дискретті (яғни бір-бірімен шекті ша-
345
мага айьірмашылығы бар, жеке) мәндер ғана кабылдай
алатынын білдіреді. Демек, қозғалыстыц осы түрлеріне
байланысты энергиялар тек секірмелі түрде ғана өзгере-
ді. Ілгерілемелі қозғалыстың энергиясы үшін мүндай
шектеулер болмайды.
Энергпяның рухсат етілетін жеке мәндерінің интер-
валдары (немесе, энергия деңгейлерінің аралықтары),
айналмалы қозғалысқа қарағанда, тербеліс үшін шама-
мен бір ретке жоғары боладьт. Екі атомды молекуланың
айналмалы және тербелмелі деңгейлерінің жеңілдетіл-
ген схемасы1 234-суретте келтірілген.
106-параграфта көрсеткеніміздей, газ молекулалары
энергия мәндері бойынша, басым көпшілігінің энергиясы
і
V, •, £
уцрБеЛ і
с
Достарыңызбен бөлісу: |
