Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
Газдың атқаратын жұмысы. Универсаль газ тұрақтысының физикалық мағынасы
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
| Газдың атқаратын жұмысы. Универсаль газ тұрақтысының физикалық мағынасы. Тәжірибе көрсеткендей, сығылған газ ұлғайған кезде жұмыс атқара алады. Ішіне газ толтырылған, жылжымалы поршені бар цилиндр берілген болсын делік (2.15-сурет). Цилиндрдің ішіндегі газ бен сырттағы ауаның қысымы бірдей болатын кезде поршень қозғалмайды. Осы кездегі газдың және қоршаған ауаның қысымы р және температурасы Т1 болсын.
Енді цилиндрдегі газды жайлап Т2 температураға дейін қыздыра бастайық. Осы кезде газ изобаралық түрде ұлғая бастайды (сыртқы р қысым өзгеріссіз қала береді), ал поршень 1 қалыптан 2 қалыпқа өтіп, l шамасына орын ауыстырады. Сөйтіп газ сыртқы күшке қарсы жұмыс атқарады. Осы жұмысты атқаратын F күш рS шамасына тең болады, мұндағы S –цилиндрдің қимасының ауданы. Механикадан жұмыстың A=Fl екендігін білеміз, немесе A=pSl. Sl деп отырғанымыз газдың Т1 температурадан Т2 температураға дейін изобаралық қыздырылуы кезіндегі көлемінің өсімшесі болатындықтан. A=pV, немесе A=p(V2–V1) (2.49) болады. Газдың изохоралық процесі кезінде жұмыс атқарылмайтындығы анық, өйткені бұл кезде көлем өзгерісі жоқ газ тек өзінің көлемі өзгеретін процесс кезінде ғана жұмыс атқарады. Ұлғаю кезінде газ (V>0) оң жұмыс атқарады, газдың сығылуы кезінде оң жұмысты сыртқы күштер атқарады (V<0), бұл кездегі газдың жұмысы теріс болады. Изобаралық процесс кезінде р қысымның V көлемге тәуелділігі абциссалар осіне параллель түзу болады, өйткені р тұрақты. 2.16-суреттен көріп отырғанымыздай, бұл жағдайда газдың атқаратын жұмысы штрихталған ауданға тең болады. Жалпы алғанда, кез келген процесс кезінде газдың атқаратын жұмысы екі ординаталармен, абциссалар осінің кесіндісімен және осы процестің р және V коoрдинаттарындағы графигімен шектелетін ауданмен өрнектеледі. Енді газдың универсаль (молдік) R тұрақтысының физикалық мағынасын анықтайық. (2.49) формуланы идеал газдың бір моліне қолданып, Aмоль= pVмоль (2.50) деп жазамыз. Бірақ Клапейрон-Менделеев теңдеуінен газдың бір молі үшін оның екі күйі үшін былай деп жаза аламыз: pVмоль2=RT2, pVмоль1=RT1, осыдан: p(Vмоль2–Vмоль1)=R(T2–T1), немесе pVмоль=RT. Осы өрнекті (2.50)-ге қойсақ, онда Aмоль=RT болады, немесе R= Aмоль /T. (2.51) (2.51)-ден газдың универсаль (молдік) тұрақтысы сан мәні жағынан идеал газдың бір молінің оны изобаралық түрде бір кельвинге қыздырған кезде атқаратын жұмысына тең болатындығы шығады. =R/NA қатынасынан Больцман тұрақтысының изобаралық түрде бір кельвинге қыздырған кезде идеал газдың бір молекуласына орташа есеппен қанша жұмыс келетіндігін көрсетеді деген мағынаны көреміз. жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|