Жоғары және орта мектептегі физикалық білімнің әдістемелік негіздері пәні бойынша ДӘріс тезистері
жүктеу/скачать 1.59 Mb.
|
| Индуктивтік әдісте бірінші газ заңдары оқытылып, идеал газ күйінің теңдеуі газ заңдарының негізінде қорытылып шығарылады. Мұнда газ зандарын оқыиуды олардың ашылуына байланысты бірінші Бойль-Мариот заңынан бастайды.
Газ заңдарын оқытуда мынандай жоспарды ұсынуға болады: 1) процестің анықтамасы; 2) процестің орындалу шарты; 3) формуласы және заңның тұжырымдамасы; 4) процестің графиктік бейнеленуі; 5) заңның тәжірибе жүзінде тексерілуі; 6) заңдылықты МКТ тұрғысынан түсіндіру; 7) заңның қолданылу шегі. Мысалға изотермдік процесті қарастырайық. (Термос жылу деген грек сөзі). 1) Температура тұрақты болғанда термодинамикалық жүйе күйінің өзгеру процесін изотермиялық деп атайды. 2) Бұл заңды тәжірибе жузінде ағылшын ғалымы Бойль және француз ғалымы Мариотт ашты (1662 ж). Бойлъ-Маріют заңы кез келгеи газдар ушін, сондай-ақ газдар қоспасы үшін де (мысалы, ауа үшін де) дұрыс. Тек атмосфералық қысымнан бірнеше мың есе жоғары қысымдарда ғана бул заңнан ауытқу елеулі түрде байқалады. 3) Егер газдың температурасы өзгермесе, онда оның берілген массасы үшін газ қысымының оның көлеміне көбейтіндісі тұрақты болады. 4) Тұрақты температурада газ қысымының көлемге тоуелділігі график турінде изотерм деп аталатын қисық сызық арқылы кеаанделеді. Газдың изотермі қысым мен көлемнің арасындагы кері пропорңионал тәуелділікті өрнектейді. Қисық сызықтың мұндай түрі гипербола деп атайды (сурет). 5) Монометрмен қосылған герметикалық кеңірдекті приборды пайдаланып Бойль-Мариотт заңын тәжірибе жүзінде тексеруге болады. 6) Бойль-Мариотт заңын МКТ түрғысынан түсіндіру: газдың қысымы ыдыс қабырғаларына соғылатын молекулалар санына байланысты, ал соқтығысу саны газ концентрациясына тәуелді Ыдыстағы газдың көлеміүлкен болғанда концентрациясы аз болады, көлемі азайған сайын, ыдыстағы молекулалардың кон-центрациясы көбейеді, олай болса қысым артады. 7) Бойль-Мариотт заңы көлем мен қысымды баяу өзгерткенде ғана дүрыс, әрі газдың массасы түрақты және химиялық қүрамы өзгермеген жағдайда орындалады. Ал дедуктивтік әдісте газ заңдары идеал газ күйі теңдеуінің саддары ретінде қарастырылады. Менделеев-Клапейрон теңдеуін қорытып шығару үшін газ қысымын оның температурасымен байланыстыратын теңдеуді аламыз. (1). Мұндағы - газ молекулаларының концентрациясы; ол . Ал - молекулалар саны теңдеуімен анықталады. Мұндағы - газ массасы, - мольдік масса, - Авагадро тұрақтысы, сонымен . Осы мәнді (1) теңдеуге қойсақ: . Авагадро тұрақтысы -ны -Больцман тұрақтысының көбейтіндісін R –универсал газ тұрақтысы деп атайды. (2). Бұл теңдеуде газдың тегіне тәуелді шама . (2) теңдеуден кез келген екі күйдегі идеал газдың қысымы, көлемі және температурасы арасындағы байланыс келіп шығады. және Осы теңдеулердің оң бөліктері бірдей. Демек олардың сол бөліктері де тең болуға тиіс. Бұл күй теңдеуі немесе Клайпейрон теңдеуі деп аталады және де газдың екі күйін сипаттайды. (2) теңдеудегі күй теңдеуін бірінші рет ұлы орыс ғалымы Д.М.Менделеев алған. Газдың бір күйін сипаттайды. Изопроцестер немесе газ заңдары. Параметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер изопроцестер деп аталады. «Изос» грек сөзі «тең» деген мағынаны білдіреді. Изобаралық процесс. Қысым тұрақты болғанда, термодинамикалық жүйе күйінің өзгеруі процесі изобаралық деп аталады. Грек сөзінен алынған «Барос» - ауырлық, салмақ. Егер газ қысымы өзгермесе, берілген массалы газ үшін көлемнің температураға қатысы тұрақты болады. Бұл газ заңын эксперименттік түрде 1802 жылы Гей –Люссак (француз ғалымы) тағайындаған. Күй теңдеуінен Р =const болғанда, 1) =const; 2) . 3) . Графигі изобар деп аталады (сурет). Әр түрлі қысымға тәуелді әр түрлі изобара сәйкес келеді. Тұрақты температурада қысым артқан сайын газдың көлемі кішірейеді. Төменгі температурада идеал газдың барлық изобралары Т=0 нүктесінде түйіседі, бірақ бұл нақты газдың көлемі шынында да нөлге айналатындығын білдірмейді. Барлық газдар қатты суығанда сұйыққа айналады, ал күй теңдеуі сұйықтарға қолданылмайды. жүктеу/скачать 1.59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|