Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
Газдардың молекулалық-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тұрақты көлем кезінде газ қысымының температураға тәуелділігі.
| 2.2.3 Газдардың молекулалық-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі.
Ыдыстың қабырғасына газдың түсіретін қысымы молекулалардың соққыларының арқасында пайда болатындығын білеміз. Әрбір молекуланың ілгерілемелі қозғалысының кинетикалық энергиясы неғұрлым үлкен болса, оның қабырғаға соққан кездегі пайда болатын күші де солғұрлым үлкен болады. Сонымен қатар, бірлік көлемдегі молекулалардың n0 саны неғұрлым үлкен болса, солғұрлым молекулалар қабырғаға жиірек соқтығысатын болады. Сондықтан, газдың қысымы газ молекулаларының ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясына және олардың бірлік көлемдегі санына тура пропорционал болады: p=(2/3)n0 . (2.15) Бұл формуланы молекулалық-кинетикалық теорияның негізінде де шығаруға болады. (2.15) формула газдардың молекулалық-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі деп аталады. Тұрақты көлем кезінде газ қысымының температураға тәуелділігі. Енді газдың массасы мен көлемі тұрақты болып қалатын кезде оның қысымының температураға қалай тәуелді болатындығын қарастырайық. Ішінде газы бар жабық ыдысты алып, оны қыздырайық (2.9-сурет). Газдың температурасы термометрмен, ал қысым манометрмен анықталады. Әуелі ыдысты еріп жатқан қарға қойып, 00 С температура кезіндегі оның р0 қысымын белгілейік те, содан кейін сыртқы ыдысты бірте-бірте қыздыра отырып, газдың р және t шамаларының мәндерін жазып отырайық. Сонда осы тәжірибе кезінде алынған мәндер үшін р шамасының t мәндеріне тәуелділігі графигі түзу сызық түрінде болады екен. (2.10, а-сурет). Егер осы графикті солға қарай созатын болсақ, онда ол абциссалар осімен газдың нөлдік қысымына сәйкес келетін А нүктесінде қиылысады. 2.10, а-суреттегі үшбұрыштардың ұқсастығынан р0/ОА=р/t, немесе 1/ОА=р/(р0t) деп жазуға боады. Егер 1/ОА тұрақтыны деп белгілесек, онда =p/(p0t), (2.16) p=p0t. (2.16,а) Физикалық мағынасы бойынша осы аталған тәжірибелердегі пропорционалдық коэффиценті газ қысымының оның тегіне тәуелділігін көрсету керек. Газдың берілген массасы үшін оның қысымының температураға тәуелді өзгерісі процесі кезінде газ қысымының оның тегіне тәуелділігін сипаттайтын шамасын қысымның температуралық коэффиценті деп атайды. Қысымның температуралық коэффициенті газды 1 0С-ға қыздырған кезде оның қысымының газдың 00С кезіндегі қысымның қандай бөлігіне өзгеретіндігін көрсетеді (2.16). температуралық коэффициенттің СИ жүйесындағы бірлігін шығарайық: =1 Па/(1 Па10С)=10С-1. Осы тәжірибені түрліше газдар үшін және түрліше массалары үшін қайталай отырып, тәжірибе дәлелдігі шегінде барлық графиктер үшін А нүктесі бір жерде болып шығатындығын көруге болады (2.10 б-сурет). Осы кезде ОА кесіндісінің ұзындығы 2730С болып шығады. Сонымен, газ қысымы нөлге айналатын температура барлық жағдайларда да бірдей және 2730С мәніне тең болады екен, сонда қысымның температуралық коэффициенті =1/ОА=(1/273)0С-1 коэффициентінің дәл мәні 1/273,150С-1 екендігін ескерте кетейік. Есептерді шығарған кезде көбіне коэффициенттің 1/2730С-1 болатын жуық мәнін пайдаланады. мәнін тәжірибеде 1787 жылы француз ғалымы Ж. Шарль тағайындады: қысымның температуралық коэффициенті газдың тегіне тәуелсіз және 1/273,150С-1 болады. Шарль заңына дәлме-дәл тек идеал газ ғана бағынады. Енді газдың кез келген t температура кезіндегі pt қысымын тағайындайық. 2.10, а-суреттен көріп отырғанымыздай p = pt – p0, t =t – 0 = t. p және t шамаларының осы мәндерін (2.16, а) формулаға қойып, мынаны аламыз: pt – p0 = p0 t, немесе pt= p0 (1+ t) (2.17) =1/273 0С болатындықтан, есептер шығарған кезде (2.17) формуланы мынандай түрде пайдалануға болады: pt = p0 [1+ (1/273 0C) t]. (2.18) жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|