сым 200
ат
дәрежесіне жеткен кезде, таблицада көрсе-
тілгендей, елеулі ауытқулар байқалады. Ол ауытку кы-
сым артқан сайын ұлғая келіп, кысым 1000 атмосфераға
жеткен кездс 100 проценттен ар-тық болып шығады, се-
бебі (98.14) теңдеуді қорытқан кезде біз молекулалар-
дың мөлшерлерін және
олардың қашықтықтардағы өз
ара әсерлерін ескермеген едік. Сонымен коса,
қысымды
арттырған кезде газдың тығыздығы да артады; бұл мо-
лекулалардың
ара-арасындағы орташа қашықтықты
азайтады да, молекулалар көлемі мен олардың арасын-
дағы өз ара әсерлер елеулі роль атқара бастайды.
Жоғарыдағы келтірілген бағалауымыз бойынша (92-
параграфты қараңыз) молекулалардың мөлшерлері ша-
мамен 10~8
см.
Молекуланың радиусын 10~8
см-
ге тең
деп алсак, бір молекуланың көлемі үшін мынадай мән
шығады:
~ кгя=
3,14-10-24 - 4 - 10-2‘
см*.
Демек, қалыпты жагдайдағы 1
см3
газ үшін молеку-
лалардың көлсмі жуықтап мынадай боп шыгады:
4 - 10-24-2,7 1019~ 10-4
см3.
Газдың алып тұрған көлемімен (1
см3
) салыстырған-
да, бұл көлемді ескермеуге әбден болады.
Егер газ (98.14) теңдеуге бағынатын болса, қысымды
5000
ат-ғ
а дейін арттырган кезде, газдың тыгыздыгы да
5000 есе артар еді де, 1
см3-
дегі молекулалардың көлемі
10^4-5-103 = 0,5
см
3 болар еді. Сөйтіп, молекулалар үле-
сіне газ алып тұрган бүкіл көлемнің жартысы тиісті бо
лар еді. Молекулалардың қозғалысына мүмкіншілік бе-
ретін көлем, атмосфералық қысымдағымен салыстырған-
да 2 есе кіші болып шығар еді. Мұндай жағдайларда
көлемнің қысымга кері пропорционалдыгы бүгзылуға
тиіс екендігі өзінен-өзі түсінікті.
Молекулалар арасындагы өз ара әсерлер сипатын бә-
рінен де 264-суретте келтірілген, екі молекуланың өз ара
потенциялық энергиясын, олардың центрлері арасында
гы қашықтықтыц
г
функциясы
ретінде кескіндейтін кп-
сық арқылы көрсеткен қолайлы. Бұл қисықты салу ке-
зінде бір-бірінен шексіз қашықтықтагы молекулаларлыц
потенциялық энергиясын (ягни олар өз ара әсерлеспей
түрган жағдайда) нольге тең деп алғанбыз. Демек, ки-
сық г-дің шексіздікке ұмтылғанында, асимптотты
г
осіне
ұмтылатындай алынган.
400
Потенциялық энергияны
г
функциясы ретінде біле
отырып, молекулалардын түрліше қашықтықтарда өз
ара қандай күштермен әсерлесетінін анықтауымызға бо-
264-сурет.
лады. Ол үшін меха.никадан белгілі мына қатысты пай-
дал ануымыз керек:
Мұндағы «—» таңбасы, молекулалардыц өз ара эсер
күштерінің оларды потенциялық
энергия анағұрлым аз
боларлықтай күйге көшіруге тырысатындығын көрсете-
ді. Демек, Го-ден артық қашықтықтарда молекулалардыц
арасында өз ара тартылыс күштері эсер етеді де, ал
г0-дсн аз қашықтықтарда өз ара тебу күштері эсер
етеді. Қисықтың барысындағы әр нүктедегі қисықтық
сол нүктедегі күштің шамасын көрсетеді.
Потенциялық қисықтық е р-нің көмегімен молекула
лардыц жақындасу (соқтығысу) процесін қарастырайық.
Бір молекуланың центрін ойша координаталардың бас
нүктесіне орналастырайық та, ал екінші молекуланың
центрін
г
осінің бойымен орын ауыстырады деп алайық.
Екінші молекула бағыты бойынша бірінші молекулаға
401
қарай шексіздіктен, кинетикалық энергиясының бастап-
қы қоры
гк —
£[ болатығідай, ұшып ксле жатсын.
Бірінші
молекулаға жакындаған сайын екінші молскуланын. коз-
ғалыс жылдамдығы тартылыс күшінің әссрімен ұдайы
арта беретін болады. Соған байланысты молекуланың
кинетикалық энергиясы да
артады. Алайда система-
ныц (екі молекуладан тұратын система тұйық спстемага
жатады)
e = ek + e p
толық энергиясы өзгеріссіз қала бе-
реді де, еі-гс тек болады, өйткені кннетйкалық энсргия-
ның артуымен бірге потенциялық энергия
г р
азайып
отырады. Молекула координатасы
г0
нүктеден өткен кез-
де тартылыс күштерінің орнына тебіліс күштері
пайда
болады, осының салдарынан молекуланың жылдамдығы
біртіндеп тез азая бастайды (тебіліс облысында
гр
қи-
сықтығы өте шұғыл) Потенциялық энергия
ер
система-
ның толық энергиясы еі-ге тең болып шыққан кезде, мо-
лекуланың жылдамдығы нольге айналады. Осы кезде
молекулалар бір-біріне барынша жақын кследі. Моле-
кулалар центрлері жақындай алатын ец аз (минималь-
ды) қашықтық
d\
молекуланың эффективті диаметрі бо
лып табылады. Молекула тоқтағаннан кейін құбылыс-
тардың бәрі кері бағытта жүре бастайды: алғашқы кезде
молекула тебіліс күшінің әсерінен қозғалыс жылдам-
дығын біртіндеп арттыратын болады: сосын г0 қашық-
тықтан өте берісімен молекула
оның қозғалысын баяу-
лататын тартылыс күшінің әсеріне ұшырайды, ақырын-
да, кинетикалық энергияның алгашқы
е
\
қорына тап
болып, шексіздікке кетіп қалады.
264-суреттен, молекула өз қозгалысын шексіздіктен
энергияның көбірек е2 қорымсп бастаса, опда молекула
лар центрлерінің жақындаса алатын миннмальды қа-
шықтыгы
d2
аз болып шыгатындығы байқалады. Соны-
мен, молекулалардың эффективті диаметрі олардың
орташа энергиясына, демек, әрі температурага байла
нысты болады. Температура артқан сапын молекулалар-
дың эффективті диаметрі
d
азаяды,
соның салдарыпан
молекулалардың еркіп жолының орташа үзындыгы А, үл-
ғаятын болады [(111.7) қараңдар].
Идеал газ күйінің тецдеуін қорытқан ксздегі үйга-
рылған молекулалар арасындагы өз ара әсерлердің сп-
паты 265-суретте көрсетілген иотепциалық қисыққа ссні-
кес келеді. г0-ден артық қашықтықта
ғр
түрақты, соныц
салдарынан күш нольге тең. Қашықтық
г = г0
болганда
Достарыңызбен бөлісу: