Больцман тұрақтысы. Егер 2.10, а-суреттегі р қысымның температураға тәуелділігін көрсететін графиктерде координаттар басын А нүктесіне апарып қойсақ, онда график координаттар басы арқылы өтетін болады. ОА кесіндінің ұзындығы 2730С болатындықтан, температураның барлық мәндері 2730С-ге артады. Бұл (2.20) формулаға сәйкес келеді: T=273+t, яғни абциссалар осіне енді абсолют температураның мәндері салынады (2.12-сурет). Осы кезде р және Т арасында тура пропорционалдық тәуелділік пайда болады. Шындығында да 2.12-суреттегі үшбұрыштардың ұқсастығынан
р1/Т=р2/Т (2.21)
екендігі шығады.
Сөйтіп, бір жағынан газдың қысымы оның Т абсолют температурасына тура пропорционал болады да, екінші жағынан ((2.15) бойынша) ол газ молекулаларының ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясына тура пропорционал болады (берілген масса мен көлем үшін). Бұл дегеніміз шамасы газдың Т абсолют температурасына тура пропорционал деген сөз. Австрия ғалымы Л. Больцманның ұсынысы бойынша шамасының Т температураға тәуелділігінің пропорционалдық коэффициентін (3/2) k түрінде жазады:
=(3/2)kT. (2.22)
шамасының осы мәнін (2.15) формулаға қоямыз да: р=(2/3)n0 мынандай қарапайым формулаға келеміз:
p=n0kT. (2.23)
(2.23)-дан көріп отырғанымыздай, газдың қысымы оның тегіне тәуелсіз болады, ол тек молекулалардың n0 концентрациясымен және газдың Т температурасымен ғана анықталады. (2.22) және (2.23) формулалардағы k тұрақты шаманы Больцман тұрақтысы деп атау қабылданған. СИ жүйесында оның мәні мынандай болады:
k=1,3810-23 Дж/К.
(2.22) формуладан молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясының мәнінің газдың тегіне тәуелсіз болатындығы, оның тек газдың температурасына ғана тәуелді болатындығы шығады.
Берілген Т температура кезінде түрліше газдар үшін молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының энергияларының орташа мәндері бірдей болатындықтан, m1v2o.k.1/2=m2v2o.k.2 деп жазуға болады, осыдан:
m1vo.k.1=m2vo.k.2= . (2.24)
Бірдей температура кезінде молекулалардың қозғалысының орташа квадраттық жылдамдықтары молекулалардың массаларының квадрат түбіріне кері пропорционал болады.
Достарыңызбен бөлісу: |