Газ молекулаларының орташа квадраттық жылдамдығының температураға тәуелділігі. Енді газ молекулаларының орташа квадраттық жылдамдығын есептеулер арқылы табуға болатындығына тоқталайық. Газ молекулаларының ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы =(3/2)kT болатындықтан, m v0.k2/ 2 = 3/2 kT деп жазуға болады, осыдан
. (2.34)
(2.34) формуладағы m деп отырғанымыз килограмдармен алынған бір молекуланың массасы. k=R/NA болатындықтан болады. mNA дегеніміз газдың бір молінің массасы болатындықтан
(2.35)
болады, ақыры (2.33)-дан екендігі шығады, сондықтан
. (2.36)
Орташа квадраттық жылдамдықты (2.34)-(2.36) формулалардың кез-келгенінен табуға болады. Максвелл функциясынан орташа арифметикалық жылдамдықты және ең ықтимал жылдамдықты да табуға болады. Орташа арифметикалық жылдамдық
. (2.37)
Ақыры, ең ықтимал жылдамдықты былайша есептейді:
. (2.38)
Изохоралық процесс. Газдың массасы және оның параметрлерінің біреуі тұрақты болып қалатын процестер изопроцестер деп аталады (“изос” – тең, бірдей деген грек сөзінен). Газдың негізгі үш параметрі болатындықтан, түрліше үш изопроцестер болады. Олардың біреуін – изохоралық процесті біз жоғарыда қарастырдық. Тұрақты масса және тұрақты көлем кезінде өтетін газдағы процесті изохоралық процесс деп атайды (“хора” – кеңістік деген грек сөзінен). Бұл процестің графиктері изохоралар деп аталады.
Кез келген процеске біріккен газ заңын және (2.27), (2.31) және (2.32) формулаларды қолдануға болады, бұл жерде тек газ параметрлерінің біреуінің тұрақты болып қалатындығын ескеру қажет. Изохоралық процесс кезінде V тұрақты болатындықтан, (2.27) шамасына қысқартылып, мына түрге келеді:
немесе . (2.39)
Изохоралық процесс Шарль заңына бағынады екен: газдың берілген массасы үшін тұрақты көлем кезінде газдың қысымы оның абсолют температурасына тура пропорционал болады. Мұны (2.31) Клапейрон-Менделеев теңдеуінен көруге болады:
.
V, m, және R тұрақты болып қалатындықтан, (2.31)-ден р қысым Т температураға пропорционал дегенге келеміз.
Достарыңызбен бөлісу: |