Uthibitisho wa majaribio wa masharti makuu ya nadharia ya molekuli-kinetiki (MKT) ya muundo wa jambo. Misa na ukubwa wa molekuli. Avogadro mara kwa mara. Masharti ya nadharia ya kinetiki ya Masi Masharti ya MKT na uthibitisho wa majaribio

Nadharia ya Molekuli-kinetiki ni tawi la fizikia ambalo huchunguza sifa za hali mbalimbali za maada, kwa kuzingatia dhana ya kuwepo kwa molekuli na atomi kama chembe ndogo zaidi za maada. ICT inategemea kanuni kuu tatu:

1. Dutu zote zinajumuisha chembe ndogo zaidi: molekuli, atomi au ioni.

2. Chembe hizi ziko katika mwendo wa machafuko unaoendelea, kasi ambayo huamua joto la dutu.

3. Kati ya chembe kuna nguvu za kuvutia na kukataa, asili ambayo inategemea umbali kati yao.

Masharti kuu ya MKT yanathibitishwa na ukweli mwingi wa majaribio. Uwepo wa molekuli, atomi na ioni umethibitishwa kwa majaribio, molekuli zimesomwa vya kutosha na hata kupigwa picha kwa kutumia darubini ya elektroni. Uwezo wa gesi kupanua kwa muda usiojulikana na kuchukua kiasi kizima kilichotolewa kwao kinaelezewa na harakati za machafuko zinazoendelea za molekuli. Elasticity ya gesi, yabisi na vimiminika, uwezo wa vimiminika kunyesha baadhi ya yabisi, michakato ya kuchorea, gluing, kudumisha sura ya yabisi, na mengi zaidi yanaonyesha kuwepo kwa nguvu za mvuto na repulsion kati ya molekuli. Jambo la kueneza - uwezo wa molekuli za dutu moja kupenya ndani ya mapungufu kati ya molekuli ya mwingine - pia inathibitisha masharti ya msingi ya MKT. Jambo la kueneza linaelezea, kwa mfano, kuenea kwa harufu, kuchanganya kwa maji tofauti, mchakato wa kufuta yabisi katika kioevu, kulehemu kwa metali kwa kuyeyuka au kwa shinikizo. Uthibitisho wa mwendo wa machafuko unaoendelea wa molekuli pia ni mwendo wa Brownian - mwendo wa fujo unaoendelea wa chembe ndogo ndogo ambazo haziwezi kuyeyuka katika kioevu.

Mwendo wa chembe za Brownian unafafanuliwa na mwendo wa fujo wa chembe za umajimaji ambazo hugongana na chembe ndogo ndogo na kuziweka katika mwendo. Imethibitishwa kwa majaribio kwamba kasi ya chembe za Brownian inategemea joto la kioevu. Nadharia ya mwendo wa Brownian ilitengenezwa na A. Einstein. Sheria za mwendo wa chembe ni za takwimu, asili ya uwezekano. Kuna njia moja tu inayojulikana ya kupunguza ukali wa mwendo wa Brownian - kupungua kwa joto. Kuwepo kwa mwendo wa Brownian kunathibitisha kwa uthabiti mwendo wa molekuli.

Dutu yoyote inajumuisha chembe, kwa hiyo kiasi cha dutu v inachukuliwa kuwa sawia na idadi ya chembe, yaani vipengele vya kimuundo vilivyomo katika mwili.

Sehemu ya wingi wa dutu ni mole. Mole ni kiasi cha dutu ambayo ina vipengele vingi vya kimuundo vya dutu yoyote kama vile kuna atomi katika 12 g ya C12 ya kaboni. Uwiano wa idadi ya molekuli za dutu kwa kiasi cha dutu inaitwa Avogadro mara kwa mara:

Avogadro mara kwa mara inaonyesha ni atomi ngapi na molekuli zilizomo kwenye mole moja ya dutu. Uzito wa molar - wingi wa mole moja ya dutu, sawa na uwiano wa wingi wa dutu kwa kiasi cha dutu:

Uzito wa molar huonyeshwa kwa kilo / mol. Kujua misa ya molar, unaweza kuhesabu misa ya molekuli moja:

Masi ya molar inahusiana na molekuli ya jamaa ya Mg. Uzito wa Masi wa jamaa ni thamani sawa na uwiano wa molekuli ya dutu fulani kwa 1/12 ya molekuli ya atomi ya kaboni C12. Ikiwa formula ya kemikali ya dutu inajulikana, basi wingi wake wa jamaa unaweza kuamua kwa kutumia meza ya mara kwa mara, ambayo, inapoonyeshwa kwa kilo, inaonyesha ukubwa wa molekuli ya molar ya dutu hii.

Nadharia ya Kinetiki ya Molekuli (MKT)- hii ni fundisho ambalo linaelezea matukio ya joto katika miili ya macroscopic na mali ya ndani ya miili hii kwa harakati na mwingiliano wa atomi, molekuli na ioni zinazounda miili. Katika moyo wa MCT wa muundo wa suala kuna masharti matatu:

1. Maada huundwa na chembe - molekuli, atomi na ioni. Muundo wa chembe hizi ni pamoja na chembe ndogo za msingi. Molekuli ni chembe ndogo thabiti ya dutu fulani. Molekuli ina sifa za msingi za kemikali za dutu. Molekuli ni kikomo cha mgawanyiko wa dutu, yaani, sehemu ndogo zaidi ya dutu ambayo inaweza kudumisha mali ya dutu hii. Atomu ni chembe ndogo zaidi ya kipengele fulani cha kemikali.
2. Chembe zinazounda maada ziko katika mwendo wa machafuko unaoendelea (nasibu).
3. Chembe za jambo huingiliana - kuvutia na kurudisha nyuma.

Masharti haya ya kimsingi yanathibitishwa kimajaribio na kinadharia.

Muundo wa dutu

Vyombo vya kisasa hufanya iwezekanavyo kutazama picha za atomi na molekuli za mtu binafsi. Hadubini ya elektroni au projekta ya ioni (darubini) inaweza kutumika kupiga picha ya atomi mahususi na kukadiria ukubwa wake. Kipenyo cha atomi yoyote ni ya utaratibu d = 10 -8 cm (10 -10 m). Molekuli ni kubwa kuliko atomi. Kwa kuwa molekuli huundwa na atomi kadhaa, kadiri idadi ya atomi katika molekuli inavyoongezeka, ndivyo saizi yake inavyoongezeka. Ukubwa wa molekuli huanzia 10 -8 cm (10 -10 m) hadi 10 -5 cm (10 -7 m).

Mwendo wa machafuko wa chembe

Mwendo unaoendelea wa fujo wa chembe unathibitishwa na mwendo wa Brownian na mtawanyiko. Nasibu ya mwendo ina maana kwamba molekuli hazina njia zozote zinazopendelewa na mienendo yao ina maelekezo nasibu. Hii ina maana kwamba mwelekeo wote ni sawa.

Usambazaji(kutoka kwa uenezi wa Kilatini - kuenea, kuenea) - jambo wakati, kutokana na harakati ya joto ya dutu, kupenya kwa moja kwa moja kwa dutu moja hadi nyingine hutokea (ikiwa vitu hivi vinawasiliana).

Kuchanganyika kuheshimiana kwa dutu hutokea kwa sababu ya mwendo unaoendelea na wa nasibu wa atomi au molekuli (au chembe nyingine) za dutu. Baada ya muda, kina cha kupenya kwa molekuli ya dutu moja hadi nyingine huongezeka. Ya kina cha kupenya inategemea joto: juu ya joto, kasi ya harakati ya chembe za dutu na kasi ya kuenea.

Usambazaji huzingatiwa katika hali zote za suala - katika gesi, maji na yabisi. Mfano wa kuenea kwa gesi ni kuenea kwa harufu katika hewa kwa kutokuwepo kwa kuchanganya moja kwa moja. Usambazaji katika vitu vikali huhakikisha uunganisho wa metali wakati wa kulehemu, soldering, plating ya chrome, nk. Katika gesi na vinywaji, uenezi hutokea kwa kasi zaidi kuliko katika vitu vikali.

Uwepo wa miili ya kioevu na imara inaelezewa na kuwepo kwa nguvu za mwingiliano wa intermolecular (nguvu za kivutio cha pande zote na kukataa). Sababu zile zile zinaelezea mgandamizo mdogo wa vimiminika na uwezo wa vitu vizito kustahimili mikengeuko ya kubana na ya mkazo.

Nguvu za mwingiliano wa intermolecular ni asili ya umeme - hizi ni nguvu za asili ya umeme. Sababu ya hii ni kwamba molekuli na atomi huundwa na chembe zilizochajiwa na ishara tofauti za malipo - elektroni na viini vya atomiki vilivyochajiwa vyema. Kwa ujumla, molekuli hazina upande wowote wa umeme. Kulingana na mali ya umeme, molekuli inaweza kuzingatiwa takriban kama dipole ya umeme.

Nguvu ya mwingiliano kati ya molekuli ina utegemezi fulani juu ya umbali kati ya molekuli. Utegemezi huu unaonyeshwa kwenye Mtini. 1.1. Inayoonyeshwa hapa ni makadirio ya nguvu za mwingiliano kwenye mstari wa moja kwa moja unaopita katikati ya molekuli.

Mchele. 1.1. Utegemezi wa nguvu za intermolecular kwenye umbali kati ya atomi zinazoingiliana.

Kama unavyoona, umbali kati ya molekuli r hupungua, nguvu ya kuvutia F r pr huongezeka (mstari mwekundu kwenye takwimu). Kama ilivyoelezwa tayari, nguvu za kivutio zinazingatiwa kuwa mbaya, kwa hivyo, umbali unapopungua, curve inashuka, ambayo ni, katika ukanda hasi wa grafu.

Nguvu za kuvutia hufanya kama atomi mbili au molekuli zinakaribia kila mmoja, wakati umbali r kati ya vituo vya molekuli ni katika eneo la 10 -9 m (vipenyo 2-3 vya molekuli). Umbali huu unapoongezeka, nguvu za kivutio hudhoofika. Nguvu za kuvutia ni nguvu za masafa mafupi.

wapi a ni mgawo kulingana na aina ya nguvu za kuvutia na muundo wa molekuli zinazoingiliana.

Kwa mbinu zaidi ya atomi au molekuli kwa umbali kati ya vituo vya molekuli ya utaratibu wa 10 -10 m (umbali huu unalinganishwa na vipimo vya mstari wa molekuli za isokaboni), vikosi vya kukataa F r kutoka kuonekana (mstari wa bluu kwenye Mchoro 1.1). . Nguvu hizi huonekana kwa sababu ya msukumo wa pande zote wa atomi zilizo na chaji chanya kwenye molekuli na hupungua kwa umbali unaoongezeka r hata kwa kasi zaidi kuliko nguvu za kuvutia (kama inavyoonekana kwenye grafu - mstari wa bluu huwa na sifuri "mwinuko" zaidi kuliko nyekundu. )

wapi b ni mgawo kulingana na aina ya nguvu za kukataa na muundo wa molekuli zinazoingiliana.

Kwa umbali r = r 0 (umbali huu ni takriban sawa na jumla ya radii ya molekuli), nguvu za kuvutia zinasawazisha nguvu za kukataa, na makadirio ya nguvu inayosababisha F r = 0. Hali hii inafanana na wengi. mpangilio thabiti wa molekuli zinazoingiliana.

Kwa ujumla, nguvu inayosababishwa ni:

Kwa r > r 0, mvuto wa molekuli huzidi kukataa, kwa r< r 0 – отталкивание молекул превосходит их притяжение.

Utegemezi wa nguvu za mwingiliano wa molekuli kwenye umbali kati yao huelezea kwa usawa utaratibu wa Masi ya kuonekana kwa nguvu za elastic katika vitu vikali.

Wakati mwili mgumu unaponyoshwa, chembe husogea kutoka kwa kila mmoja kwa umbali unaozidi r 0 . Wakati huo huo, nguvu za kuvutia za molekuli zinaonekana, ambazo zinarudi chembe kwenye nafasi yao ya awali.

Wakati mwili thabiti umebanwa, chembe hukaribiana kwa umbali mdogo kuliko umbali r 0 . Hii inasababisha kuongezeka kwa nguvu za kukataa, ambazo zinarudi chembe kwenye nafasi yao ya awali na kuzuia ukandamizaji zaidi.

Ikiwa uhamishaji wa molekuli kutoka kwa nafasi za usawa ni ndogo, basi nguvu za mwingiliano hukua sawa na kuongezeka kwa uhamishaji. Kwenye chati, sehemu hii inaonyeshwa kama mstari wa kijani kibichi uliokolea.

Kwa hiyo, kwa upungufu mdogo (mamilioni ya mara kubwa zaidi kuliko ukubwa wa molekuli), sheria ya Hooke inatimizwa, kulingana na ambayo nguvu ya elastic ni sawia na deformation. Kwa uhamishaji mkubwa, sheria ya Hooke haitumiki.

1.Uthibitisho wa kimajaribio wa masharti makuu ya nadharia ya molekuli-kinetiki ya muundo wa jambo. Misa na ukubwa wa molekuli.

Nadharia ya Molekuli-kinetiki ni tawi la fizikia ambalo huchunguza sifa za hali mbalimbali za maada, kwa kuzingatia dhana ya kuwepo kwa molekuli na atomi kama chembe ndogo zaidi za maada. ICT inategemea kanuni kuu tatu:

1. Dutu zote zinajumuisha chembe ndogo zaidi: molekuli, atomi au ioni.

2. Chembe hizi ziko katika mwendo wa machafuko unaoendelea, kasi ambayo huamua joto la dutu.

3. Kati ya chembe kuna nguvu za kuvutia na kukataa, asili ambayo inategemea umbali kati yao.

Masharti kuu ya MKT yanathibitishwa na ukweli mwingi wa majaribio. Uwepo wa molekuli, atomi na ioni umethibitishwa kwa majaribio, molekuli zimesomwa vya kutosha na hata kupigwa picha kwa kutumia darubini ya elektroni. Uwezo wa gesi kupanua kwa muda usiojulikana na kuchukua kiasi kizima kilichotolewa kwao kinaelezewa na harakati za machafuko zinazoendelea za molekuli. Elasticity ya gesi, yabisi na vimiminika, uwezo wa vimiminika kunyesha baadhi ya yabisi, michakato ya kuchorea, gluing, kudumisha sura ya yabisi, na mengi zaidi yanaonyesha kuwepo kwa nguvu za mvuto na repulsion kati ya molekuli. Jambo la kueneza - uwezo wa molekuli za dutu moja kupenya ndani ya mapungufu kati ya molekuli ya mwingine - pia inathibitisha masharti ya msingi ya MKT. Jambo la kueneza linaelezea, kwa mfano, kuenea kwa harufu, kuchanganya kwa maji tofauti, mchakato wa kufuta yabisi katika kioevu, kulehemu kwa metali kwa kuyeyuka au kwa shinikizo. Uthibitisho wa mwendo wa machafuko unaoendelea wa molekuli pia ni mwendo wa Brownian - mwendo wa fujo unaoendelea wa chembe ndogo ndogo ambazo haziwezi kuyeyuka katika kioevu.

Mwendo wa chembe za Brownian unafafanuliwa na mwendo wa fujo wa chembe za umajimaji ambazo hugongana na chembe ndogo ndogo na kuziweka katika mwendo. Imethibitishwa kwa majaribio kwamba kasi ya chembe za Brownian inategemea joto la kioevu. Nadharia ya mwendo wa Brownian ilitengenezwa na A. Einstein. Sheria za mwendo wa chembe ni za takwimu, asili ya uwezekano. Kuna njia moja tu inayojulikana ya kupunguza ukali wa mwendo wa Brownian - kupungua kwa joto. Kuwepo kwa mwendo wa Brownian kunathibitisha kwa uthabiti mwendo wa molekuli.

Dutu yoyote inajumuisha chembe, kwa hiyo kiasi cha dutu v inachukuliwa kuwa sawia na idadi ya chembe, yaani vipengele vya kimuundo vilivyomo katika mwili.

Sehemu ya wingi wa dutu ni mole. Mole ni kiasi cha dutu ambayo ina vipengele vingi vya kimuundo vya dutu yoyote kama vile kuna atomi katika 12 g ya C12 ya kaboni. Uwiano wa idadi ya molekuli za dutu kwa kiasi cha dutu inaitwa Avogadro mara kwa mara:

Avogadro mara kwa mara inaonyesha ni atomi ngapi na molekuli zilizomo kwenye mole moja ya dutu. Uzito wa molar - wingi wa mole moja ya dutu, sawa na uwiano wa wingi wa dutu kwa kiasi cha dutu:

Uzito wa molar huonyeshwa kwa kilo / mol. Kujua misa ya molar, unaweza kuhesabu misa ya molekuli moja:

Uzito wa wastani wa molekuli kawaida huamua na mbinu za kemikali, mara kwa mara ya Avogadro imedhamiriwa kwa usahihi wa juu na mbinu kadhaa za kimwili. Misa ya molekuli na atomi imedhamiriwa kwa kiwango kikubwa cha usahihi kwa kutumia spectrografu ya wingi.

Masi ya molekuli ni ndogo sana. Kwa mfano, wingi wa molekuli ya maji:

Masi ya molar inahusiana na molekuli ya jamaa ya Mg. Uzito wa Masi wa jamaa ni thamani sawa na uwiano wa molekuli ya dutu fulani kwa 1/12 ya molekuli ya atomi ya kaboni C12. Ikiwa formula ya kemikali ya dutu inajulikana, basi wingi wake wa jamaa unaweza kuamua kwa kutumia meza ya mara kwa mara, ambayo, inapoonyeshwa kwa kilo, inaonyesha ukubwa wa molekuli ya molar ya dutu hii.

Nadharia ya Molekuli-kinetiki ni tawi la fizikia ambalo huchunguza sifa za hali mbalimbali za maada, kwa kuzingatia dhana ya kuwepo kwa molekuli na atomi kama chembe ndogo zaidi za maada. ICT inategemea kanuni kuu tatu:

1. Dutu zote zinajumuisha chembe ndogo zaidi: molekuli, atomi au ioni.

2. Chembe hizi ziko katika mwendo wa machafuko unaoendelea, kasi ambayo huamua joto la dutu.

3. Kati ya chembe kuna nguvu za kuvutia na kukataa, asili ambayo inategemea umbali kati yao.

Masharti kuu ya MKT yanathibitishwa na ukweli mwingi wa majaribio. Uwepo wa molekuli, atomi na ioni umethibitishwa kwa majaribio, molekuli zimesomwa vya kutosha na hata kupigwa picha kwa kutumia darubini ya elektroni. Uwezo wa gesi kupanua kwa muda usiojulikana na kuchukua kiasi kizima kilichotolewa kwao kinaelezewa na harakati za machafuko zinazoendelea za molekuli. Elasticity ya gesi, yabisi na vimiminika, uwezo wa vimiminika kunyesha baadhi ya yabisi, michakato ya kuchorea, gluing, kudumisha sura ya yabisi, na mengi zaidi yanaonyesha kuwepo kwa nguvu za mvuto na repulsion kati ya molekuli. Jambo la kueneza - uwezo wa molekuli za dutu moja kupenya ndani ya mapungufu kati ya molekuli ya mwingine - pia inathibitisha masharti ya msingi ya MKT. Jambo la kueneza linaelezea, kwa mfano, kuenea kwa harufu, kuchanganya kwa maji tofauti, mchakato wa kufuta yabisi katika kioevu, kulehemu kwa metali kwa kuyeyuka au kwa shinikizo. Uthibitisho wa mwendo wa machafuko unaoendelea wa molekuli pia ni mwendo wa Brownian - mwendo wa fujo unaoendelea wa chembe ndogo ndogo ambazo haziwezi kuyeyuka katika kioevu.

Mwendo wa chembe za Brownian unafafanuliwa na mwendo wa fujo wa chembe za umajimaji ambazo hugongana na chembe ndogo ndogo na kuziweka katika mwendo. Imethibitishwa kwa majaribio kwamba kasi ya chembe za Brownian inategemea joto la kioevu. Nadharia ya mwendo wa Brownian ilitengenezwa na A. Einstein. Sheria za mwendo wa chembe ni za takwimu, asili ya uwezekano. Kuna njia moja tu inayojulikana ya kupunguza ukali wa mwendo wa Brownian - kupungua kwa joto. Kuwepo kwa mwendo wa Brownian kunathibitisha kwa uthabiti mwendo wa molekuli.

Dutu yoyote inajumuisha chembe, kwa hiyo kiasi cha dutu v inachukuliwa kuwa sawia na idadi ya chembe, yaani vipengele vya kimuundo vilivyomo katika mwili.

Sehemu ya wingi wa dutu ni mole. Mole ni kiasi cha dutu ambayo ina vipengele vingi vya kimuundo vya dutu yoyote kama vile kuna atomi katika 12 g ya C12 ya kaboni. Uwiano wa idadi ya molekuli za dutu kwa kiasi cha dutu inaitwa Avogadro mara kwa mara:

Avogadro mara kwa mara inaonyesha ni atomi ngapi na molekuli zilizomo kwenye mole moja ya dutu. Uzito wa molar - wingi wa mole moja ya dutu, sawa na uwiano wa wingi wa dutu kwa kiasi cha dutu:

Uzito wa molar huonyeshwa kwa kilo / mol. Kujua misa ya molar, unaweza kuhesabu misa ya molekuli moja:

Uzito wa wastani wa molekuli kawaida huamua na mbinu za kemikali, mara kwa mara ya Avogadro imedhamiriwa kwa usahihi wa juu na mbinu kadhaa za kimwili. Misa ya molekuli na atomi imedhamiriwa kwa kiwango kikubwa cha usahihi kwa kutumia spectrografu ya wingi.

Masi ya molekuli ni ndogo sana. Kwa mfano, wingi wa molekuli ya maji:

Masi ya molar inahusiana na molekuli ya jamaa ya Mg. Uzito wa Masi wa jamaa ni thamani sawa na uwiano wa molekuli ya dutu fulani kwa 1/12 ya molekuli ya atomi ya kaboni C12. Ikiwa formula ya kemikali ya dutu inajulikana, basi wingi wake wa jamaa unaweza kuamua kwa kutumia meza ya mara kwa mara, ambayo, inapoonyeshwa kwa kilo, inaonyesha ukubwa wa molekuli ya molar ya dutu hii.

Nadharia ya Molekuli-kinetiki imethibitishwa Hebu tutoe baadhi ya uthibitisho wa mwendo wa machafuko wa molekuli: a Hamu ya gesi kuchukua kiasi kizima kilichotolewa kwa hiyo, kuenea kwa gesi yenye harufu katika chumba; b Mwendo wa rangi ya hudhurungi ni mwendo wa nasibu wa chembe ndogo zaidi za maada zinazoonekana kwenye darubini ambazo ziko katika kusimamishwa na kutoyeyuka ndani yake. Mtawanyiko unajidhihirisha katika miili yote katika gesi, kioevu na yabisi, lakini kwa viwango tofauti. Usambazaji wa gesi unaweza kuzingatiwa ikiwa chombo kilicho na harufu ...

Ikiwa kazi hii haikufaa, kuna orodha ya kazi zinazofanana chini ya ukurasa. Unaweza pia kutumia kitufe cha kutafuta

UTHIBITISHO WA MAJARIBIO WA NADHARIA YA MOLEKULA-KINETIKI

Kulingana na nadharia ya kinetic ya Masi, vitu vyote vinajumuisha chembe ndogo zaidi - molekuli. Molekuli ziko katika mwendo wa kudumu na huingiliana. Molekuli ni chembe ndogo zaidi ya dutu ambayo ina sifa zake za kemikali. Molekuli zinajumuisha chembe rahisi zaidi - atomi za vipengele vya kemikali. Molekuli za vitu tofauti zina muundo tofauti wa atomiki.

Molekuli zina nishati ya kinetic E jamaa na wakati huo huo nishati inayowezekana ya mwingiliano E jasho . Katika hali ya gesi E jamaa > E jasho . Katika hali ya kioevu na imara, nishati ya kinetic ya chembe inalinganishwa na nishati ya mwingiliano wao.

Pointi tatu kuu Nadharia ya Kinetiki ya Molekuli:

1. Dutu zote zinajumuishwa na molekuli, i.e. kuwa na muundo wa kipekee, molekuli hutenganishwa na mapungufu.

2. Molekuli ziko katika mwendo wa nasibu (mchafuko) unaoendelea.

3. Kati ya molekuli za mwili kuna nguvu za mwingiliano.

Nadharia ya Molekuli-kinetic inathibitishwa

Hapa kuna baadhi ya uthibitisho wa mwendo wa nasibu (mchafuko) wa molekuli:

a) hamu ya gesi kuchukua kiasi chote kilichotolewa kwake (usambazaji wa gesi yenye harufu mbaya ndani ya chumba);

b) Mwendo wa Brownian - mwendo wa nasibu wa chembe ndogo zaidi za suala zinazoonekana kwenye darubini, ambazo ziko katika kusimamishwa na zisizo na maji ndani yake. Harakati hii hutokea chini ya ushawishi wa athari za machafuko za molekuli zinazozunguka kioevu, ambazo ziko katika mwendo wa machafuko wa mara kwa mara;

c) kueneza - kupenya kwa pande zote za molekuli za vitu vinavyounganishwa. Wakati wa kueneza, molekuli za mwili mmoja, zikiwa katika mwendo unaoendelea, hupenya ndani ya mapengo kati ya molekuli za mwili mwingine unaowasiliana nayo na kueneza kati yao. Mtawanyiko unajidhihirisha katika miili yote - katika gesi, kioevu na yabisi - lakini kwa viwango tofauti.

1. Usambazaji.

Kueneza kwa gesi kunaweza kuzingatiwa ikiwa chombo kilicho na gesi yenye harufu nzuri kinafunguliwa ndani ya nyumba. Baada ya muda, gesi itaenea katika chumba.

Usambazaji katika kioevu ni polepole sana kuliko katika gesi. Kwa mfano, hebu tumimine suluhisho la sulphate ya shaba ndani ya kioo, na kisha, kwa uangalifu sana, ongeza safu ya maji na uondoke kioo kwenye chumba na joto la mara kwa mara na ambapo sio chini ya kutetemeka. Baada ya muda fulani, tutaona kutoweka kwa mpaka mkali kati ya vitriol na maji, na baada ya siku chache maji yatachanganya, licha ya ukweli kwamba wiani wa vitriol ni mkubwa zaidi kuliko wiani wa maji. Pia husambaza maji na pombe na vinywaji vingine.

Usambazaji katika yabisi ni polepole zaidi kuliko katika vinywaji (kutoka masaa kadhaa hadi miaka kadhaa). Inaweza kuzingatiwa tu katika miili ya ardhini, wakati umbali kati ya nyuso za miili ya ardhi iko karibu na umbali kati ya molekuli (10).-8 sentimita). Katika kesi hiyo, kiwango cha kuenea huongezeka kwa kuongezeka kwa joto na shinikizo.

Ushahidi wa mwingiliano wa nguvu wa molekuli:

a) deformation ya miili chini ya ushawishi wa nguvu;

b) uhifadhi wa fomu na miili imara;

c) mvutano wa uso wa vinywaji na, kama matokeo, hali ya wetting na capillarity.

Kuna nguvu zote za kuvutia na za kuchukiza kati ya molekuli (Mchoro 1). Katika umbali mdogo kati ya molekuli, nguvu za kuchukiza hutawala. Kadiri umbali r kati ya molekuli unavyoongezeka, nguvu zote za kuvutia na za kuchukiza hupungua, huku nguvu za kuchukiza zikipungua kwa kasi. Kwa hiyo, kwa thamani fulani ya r 0 (umbali kati ya molekuli) nguvu za mvuto na kurudisha nyuma zina usawa.

Mchele. moja. Nguvu za kuvutia na za kuchukiza.

Ikiwa tunakubali kupeana ishara chanya kwa nguvu za kuchukiza, na ishara mbaya kwa nguvu za kuvutia, na kufanya nyongeza ya algebra ya nguvu za kuchukiza na za kuvutia, basi tunapata grafu iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 2.

Mchele. 2. Nyongeza ya algebra ya nguvu za kuchukiza na za kuvutia.

Mchele. 3. Utegemezi wa nishati inayowezekana ya mwingiliano wa molekuli kwenye umbali kati yao.

Mchoro wa 3 unaonyesha grafu ya utegemezi wa nishati inayoweza kutokea ya mwingiliano wa molekuli kwenye umbali kati yao. Umbali r 0 kati ya molekuli inalingana na kiwango cha chini cha uwezo wao wa nishati (Mchoro 3). Ili kubadilisha umbali kati ya molekuli katika mwelekeo mmoja au mwingine, inahitajika kutumia kazi dhidi ya nguvu zilizopo za kuvutia au kukataa. Kwa umbali mfupi (Mchoro 2) curve inaongezeka kwa kasi; eneo hili linalingana na msukumo mkubwa wa molekuli (kutokana na msukumo wa Coulomb wa viini vinavyokaribia). Molekuli huvutia kwa umbali mkubwa.

Umbali r0 inalingana na msimamo thabiti wa usawa wa molekuli. Kielelezo cha 2 kinaonyesha kwamba umbali kati ya molekuli huongezeka, nguvu zilizopo za kivutio hurejesha nafasi ya usawa, na wakati umbali kati yao unapungua, usawa unarejeshwa na nguvu za kukataa zilizopo.

Njia za kisasa za majaribio ya fizikia (uchambuzi wa diffraction ya X-ray, uchunguzi na darubini ya elektroni, na wengine) ilifanya iwezekane kutazama muundo wa vitu.

2. Nambari ya Avogadro.

Idadi ya gramu za dutu sawa na uzito wa molekuli ya dutu hiyo inaitwa molekuli ya gramu au mole. Kwa mfano, 2 g ya hidrojeni ni molekuli ya gramu ya hidrojeni; Gramu 32 za oksijeni huunda molekuli ya gramu ya oksijeni. Uzito wa mole moja ya dutu inaitwa molekuli ya molar ya dutu hiyo.

Inaonyeshwa na m . Kwa hidrojeni ; kwa oksijeni ; kwa nitrojeni na kadhalika.

Idadi ya molekuli zilizomo kwenye mole moja ya vitu tofauti ni sawa na inaitwa nambari ya Avogadro (N. A).

Nambari ya Avogadro ni kubwa sana. Ili kuhisi ukuu wake, fikiria kwamba idadi ya vichwa vya pini (kila kipenyo cha mm 1) ilimiminwa kwenye Bahari Nyeusi, sawa na nambari ya Avogadro. Wakati huo huo, ingegeuka kuwa hakuna tena nafasi ya maji katika Bahari ya Black: itakuwa si tu kujazwa kwa ukingo, lakini pia kwa ziada kubwa ya pinheads hizi. Idadi ya avogadrum ya vichwa vya pini inaweza kufunika eneo sawa, kwa mfano, na eneo la Ufaransa, na safu ya unene wa kilomita 1. Na idadi kubwa kama hiyo ya molekuli ya mtu binafsi iko katika 18 g tu ya maji; katika 2 g ya hidrojeni, nk.

Ilibainika kuwa katika 1 cm 3 gesi yoyote katika hali ya kawaida (yaani saa 0 0 C na shinikizo 760 mm. rt. Sanaa.) ina 2,710 19 molekuli.

Ikiwa tunachukua idadi ya matofali sawa na nambari hii, basi, ikiwa imefungwa vizuri, matofali haya yangefunika uso wa ardhi yote ya Dunia na safu ya urefu wa m 120. Nadharia ya kinetic ya gesi inatuwezesha kuhesabu tu maana. njia ya bure ya molekuli ya gesi (yaani, umbali wa wastani ambao hupita molekuli kutoka kwa mgongano hadi mgongano na molekuli nyingine) na kipenyo cha molekuli.

Tunawasilisha baadhi ya matokeo ya hesabu hizi.

Vipenyo vya molekuli ya mtu binafsi ni kiasi kidogo. Zikikuzwa mara milioni moja, molekuli hizo zingekuwa na ukubwa wa nukta katika aina ya uchapaji ya kitabu hiki. Taja kwa m - wingi wa gesi (dutu yoyote). Kisha uhusianoinatoa idadi ya moles ya gesi.

Idadi ya molekuli za gesi n inaweza kuonyeshwa:

(1).

Idadi ya molekuli kwa ujazo wa kitengo n 0 itakuwa sawa na:

(2) , ambapo: V ni kiasi cha gesi.

Uzito wa molekuli moja m 0 inaweza kuamua na formula:

(3) .

Uzito wa jamaa wa molekuli m rel inaitwa thamani sawa na uwiano wa molekuli kamili ya molekuli m 0 hadi 1/12 ya wingi wa atomi ya kaboni m oc.

(4), ambapo m oc = 210 -26 kg.

3. Equation bora ya gesi na isoprocesses.

Kutumia equation ya hali ya gesi bora, mtu anaweza kusoma michakato ambayo wingi wa gesi na moja ya vigezo vitatu - shinikizo, kiasi, au joto - hubakia bila kubadilika. Uhusiano wa kiasi kati ya vigezo viwili vya gesi kwa thamani ya kudumu ya parameter ya tatu huitwa sheria za gesi.

Taratibu zinazotokea kwa thamani ya mara kwa mara ya moja ya vigezo huitwa isoprocesses (kutoka kwa Kigiriki "isos" - sawa). Kweli, kwa kweli, hakuna mchakato unaweza kuendelea na thamani ya kudumu ya parameter yoyote. Kuna daima mvuto fulani ambao unakiuka uthabiti wa joto, shinikizo au kiasi. Tu chini ya hali ya maabara inawezekana kudumisha uthabiti wa parameter moja au nyingine kwa usahihi mzuri, lakini katika vifaa vya kiufundi vilivyopo na kwa asili hii haiwezekani.

Isoprocess ni mfano bora wa mchakato halisi ambao unakadiria ukweli tu.

Mchakato wa kubadilisha hali ya mfumo wa thermodynamic wa miili ya macroscopic kwa joto la mara kwa mara huitwa isothermal.

Ili kudumisha hali ya joto ya gesi mara kwa mara, ni muhimu kuwa na uwezo wa kubadilishana joto na mfumo mkubwa - thermostat. Vinginevyo, wakati wa ukandamizaji au upanuzi, joto la gesi litabadilika. Hewa ya angahewa inaweza kutumika kama thermostat ikiwa halijoto yake haibadiliki katika mchakato mzima.

Kwa mujibu wa equation ya hali ya gesi bora, katika hali yoyote yenye joto la mara kwa mara, bidhaa ya shinikizo la gesi na kiasi chake kinabaki mara kwa mara: pV = const saa T = const. Kwa gesi ya molekuli iliyotolewa, bidhaa ya shinikizo la gesi na kiasi chake ni mara kwa mara ikiwa hali ya joto ya gesi haibadilika.

Sheria hii iligunduliwa kwa majaribio na mwanasayansi wa Kiingereza R. Boiler (1627 - 1691) na kwa kiasi fulani baadaye na mwanasayansi wa Ufaransa E Mariotte (1620 -1684). Kwa hiyo, inaitwa sheria ya Boyle-Mariotte.

Sheria ya Boyle - Mariotte ni halali kwa gesi yoyote, pamoja na mchanganyiko wao, kwa mfano, kwa hewa. Ni kwa shinikizo mara mia kadhaa zaidi kuliko shinikizo la anga ambapo kupotoka kutoka kwa sheria hii inakuwa muhimu.

Utegemezi wa shinikizo la gesi kwa kiasi katika halijoto isiyobadilika inawakilishwa kisawiri na mkunjo unaoitwa isotherm. Isotherm ya gesi inaonyesha uhusiano wa kinyume kati ya shinikizo na kiasi. Mviringo wa aina hii huitwa hyperbola katika hisabati.

Viwango tofauti vya joto vinahusiana na isotherms tofauti. Joto linapoongezeka, shinikizo kulingana na equation ya hali huongezeka ikiwa V=const. Kwa hivyo, isotherm inayolingana na joto la juu T 2 , iko juu ya isotherm inayolingana na halijoto ya chini ya T 1 .

Mchakato wa isothermal unaweza kuzingatiwa takriban mchakato wa ukandamizaji polepole wa hewa wakati wa upanuzi wa gesi chini ya pistoni ya pampu wakati wa kuisukuma nje ya chombo. Kweli, hali ya joto ya gesi inabadilika katika kesi hii, lakini katika makadirio ya kwanza mabadiliko haya yanaweza kupuuzwa.

Mchakato wa kubadilisha hali ya mfumo wa thermodynamic kwa shinikizo la mara kwa mara huitwa isobaric (kutoka kwa Kigiriki "baros" - uzito, uzito).

Kwa mujibu wa equation, katika hali yoyote ya gesi yenye shinikizo la mara kwa mara, uwiano wa kiasi cha gesi kwa joto lake hubakia mara kwa mara: = const at p = const.

Kwa gesi ya molekuli fulani, uwiano wa kiasi na joto ni mara kwa mara ikiwa shinikizo la gesi halibadilika.

Sheria hii ilianzishwa kimajaribio mwaka 1802 na mwanasayansi Mfaransa J. Gay-Lussac (1778 - 1850) na inaitwa sheria ya Gay-Lussac.

Kulingana na equation, kiasi cha gesi kinategemea joto kwa shinikizo la mara kwa mara: V=const T.

Utegemezi huu unawakilishwa kielelezo na mstari wa moja kwa moja, unaoitwa isobar. Shinikizo tofauti zinahusiana na isoba tofauti. Kwa shinikizo la kuongezeka, kiasi cha gesi kwa joto la mara kwa mara hupungua kulingana na sheria ya Boyle-Mariotte. Kwa hiyo, isobar sambamba na shinikizo la juu p 2 , iko chini ya isobar inayolingana na shinikizo la chini p 1 .

Kwa halijoto ya chini, isoba zote za gesi bora huungana katika hatua ya T=0. Lakini hii haina maana kwamba kiasi cha gesi halisi hutoweka. Gesi zote zilizo na baridi kali hugeuka kuwa kioevu, na equation ya hali haitumiki kwa vinywaji.

Mchakato wa kubadilisha hali ya mfumo wa thermodynamic kwa kiasi cha mara kwa mara huitwa isochoric (kutoka kwa Kigiriki "horema" - uwezo).

Inafuata kutoka kwa equation ya hali kwamba katika hali yoyote ya gesi yenye kiasi cha mara kwa mara, uwiano wa shinikizo la gesi kwa joto lake bado haubadilika: = const at V = const.

Kwa gesi ya molekuli fulani, uwiano wa shinikizo kwa joto ni mara kwa mara ikiwa kiasi haibadilika.

Sheria hii ya gesi ilianzishwa mwaka 1787 na mwanafizikia wa Kifaransa J. Charles (1746 - 1823) na inaitwa sheria ya Charles. Kulingana na equation:

Const kwa V=const gesi shinikizo linearly inategemea joto katika kiasi cha mara kwa mara: p=const T.

Utegemezi huu unawakilishwa na mstari wa moja kwa moja, unaoitwa isochore.

Kiasi tofauti kinahusiana na isochores tofauti. Kwa ongezeko la kiasi cha gesi kwa joto la mara kwa mara, shinikizo lake, kulingana na sheria ya Boyle-Mariotte, hupungua. Kwa hivyo, isochore inayolingana na kiasi kikubwa V 2 , iko chini ya isochore inayolingana na ujazo mdogo wa V 1 .

Kulingana na equation, isochores zote zinaanzia kwa uhakika T=0.

Kwa hivyo shinikizo la gesi bora kwa sifuri kabisa ni sifuri.

Kuongezeka kwa shinikizo la gesi kwenye chombo chochote au kwenye balbu ya mwanga wakati inapokanzwa ni mchakato wa isochoric. Mchakato wa isochoric hutumiwa katika thermostats ya gesi ya kiasi cha mara kwa mara.

4. Joto.

Mwili wowote wa macroscopic au kikundi cha miili ya macroscopic inaitwa mfumo wa thermodynamic.

Usawa wa joto au thermodynamic ni hali kama hiyo ya mfumo wa thermodynamic ambayo vigezo vyake vyote vya macroscopic hubaki bila kubadilika: kiasi, shinikizo haibadilika, uhamishaji wa joto haufanyiki, hakuna mabadiliko kutoka kwa hali moja ya mkusanyiko hadi nyingine, nk. Chini ya hali ya nje ya mara kwa mara, mfumo wowote wa thermodynamic hupita kwa hiari katika hali ya usawa wa joto.

Joto ni kiasi cha kimwili ambacho kinaonyesha hali ya usawa wa joto wa mfumo wa miili: miili yote ya mfumo ambayo iko katika usawa wa joto na kila mmoja ina joto sawa.

Joto la sifuri kabisa - joto la kuzuia ambapo shinikizo la gesi bora kwa kiasi cha mara kwa mara lazima iwe sifuri au kiasi cha gesi bora kwa shinikizo la mara kwa mara lazima iwe sawa na sifuri.

Thermometer - kifaa cha kupima joto. Kawaida, vipimajoto hupimwa kwa kiwango cha Celsius: joto la fuwele la maji (kuyeyuka kwa barafu) linalingana na 0 ° C, kiwango chake cha kuchemsha ni 100 ° C.

Kelvin alianzisha kiwango cha joto kabisa, kulingana na ambayo joto la sifuri linalingana na sifuri kabisa, kitengo cha joto kwenye kiwango cha Kelvin ni sawa na digrii Celsius: [T] = 1 K (Kelvin).

Uhusiano kati ya halijoto katika vitengo vya nishati na halijoto katika digrii Kelvin:

ambapo k \u003d 1.38 * 10 -23 J/K - Boltzmann ya mara kwa mara.

Uhusiano kati ya kiwango kamili na kiwango cha Celsius:

T = t + 273, ambapo t ni joto katika nyuzi joto.

Wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo nasibu wa molekuli za gesi ni sawia na halijoto kamili:

Kwa kuzingatia usawa (1), mlingano wa kimsingi wa nadharia ya kinetiki ya molekuli inaweza kuandikwa kama ifuatavyo: p = nkT.

Milinganyo ya kimsingi ya nadharia ya molekuli-kinetiki ya gesi bora kwa shinikizo.

Gesi inaitwa bora ikiwa:

1) kiasi cha molekuli ya gesi ni kidogo ikilinganishwa na kiasi cha chombo;

2) hakuna nguvu za mwingiliano kati ya molekuli za gesi;

3) migongano ya molekuli ya gesi na kuta za chombo ni elastic kabisa.

Gesi halisi (kwa mfano, oksijeni na heliamu) chini ya hali karibu na kawaida, pamoja na shinikizo la chini na joto la juu, ni karibu na gesi bora. Chembe za gesi bora katika vipindi kati ya migongano husogea kwa usawa na kwa mstatili. Shinikizo la gesi kwenye kuta za chombo linaweza kuzingatiwa kama mfululizo wa athari zifuatazo za haraka za molekuli za gesi dhidi ya ukuta. Hebu tuangalie jinsi ya kuhesabu shinikizo linalosababishwa na athari za mtu binafsi. Hebu fikiria kwamba mfululizo wa athari tofauti na mara kwa mara hutokea kwenye uso fulani. Pata nguvu ya wastani kama hiyo , ambayo, ikitenda wakati t ambapo athari ya mtu binafsi ilitokea, italeta athari sawa na athari hizi zote kwa jumla. Katika kesi hii, kasi ya nguvu hii ya wastani wakati wa t lazima iwe sawa na jumla ya msukumo wa athari zote ambazo uso ulipokea wakati huu, i.e.

Ambapo t 1 , t 2 , t 3 ... t n - wakati wa mwingiliano wa molekuli ya kwanza, ya pili, ..., n-th na ukuta (yaani, muda wa athari); f 1 , f 2 , f 3 ... f n ni nguvu ya athari ya molekuli kwenye ukuta. Kutoka kwa formula hii ifuatavyo:

(7).

Nguvu ya wastani ya shinikizo inayosababishwa na mfululizo wa athari za mtu binafsi kwenye uso fulani ni nambari sawa na jumla ya msukumo wa athari zote zinazopokelewa na uso huu kwa kila wakati wa kitengo huitwa isochore.

5. Kasi ya molekuli ya gesi.

Fomula (12) inaweza kuandikwa kama:

(15), wapi (wingi wa gesi).

Kutoka kwa usemi (15) tunahesabu wastani wa kasi ya mraba ya molekuli za gesi:

(16) .

Kujua hilo (R ni gesi isiyobadilika ya ulimwengu wote; R=8.31), tunapata misemo mpya ya kuamua .

(17) .

Uamuzi wa majaribio ya kasi ya harakati ya molekuli za mvuke wa fedha ulifanyika kwa mara ya kwanza mnamo 1920 na Stern.

Mchele. 5. Jaribio la Stern.

Hewa ilitolewa nje ya silinda ya kioo E (Mchoro 5). Silinda ya pili ya D iliwekwa ndani ya silinda hii, ikiwa na mhimili wa kawaida O. Pamoja na jenereta ya silinda D kulikuwa na kata kwa namna ya slot nyembamba C. Waya ya platinamu ya fedha ilipigwa kando ya mhimili; ambayo mkondo unaweza kupitishwa. Wakati huo huo, waya ilikuwa moto, na fedha kutoka kwa uso wake ikageuka kuwa mvuke. Molekuli za mvuke za fedha zilizotawanyika kwa mwelekeo tofauti, baadhi yao hupitia yanayopangwa C ya silinda D, na juu ya uso wa ndani wa silinda E amana ya fedha ilionekana kwa namna ya kamba nyembamba. Kwenye mtini. 5 nafasi ya kamba ya fedha imewekwa alama na herufi A.

Wakati mfumo wote ulipoletwa kwa mwendo wa haraka sana kwa namna ambayo waya ilikuwa mhimili wa mzunguko, kisha strip A kwenye silinda E iligeuka kuwa makazi yao kwa upande, i.e. kwa mfano, si katika hatua A, lakini katika hatua B. Hii ilitokea kwa sababu wakati molekuli za fedha ziliruka njia ya CA, hatua A ya silinda E ilikuwa na wakati wa kugeuka kwa umbali AB na molekuli za fedha hazianguka kwenye hatua A, lakini saa. pointi B.

Hebu tuonyeshe mabadiliko ya ukanda wa fedha AB = d; radius ya silinda E hadi R, radius ya silinda D kupitia r, na idadi ya mapinduzi ya mfumo mzima kwa sekunde kupitia n.

Katika mapinduzi moja ya mfumo, hatua A juu ya uso wa silinda E itasafiri njia sawa na mduara 2πR, na katika sekunde 1 itasafiri njia.. Wakati t ambapo hatua A imesogeza umbali AB = d itakuwa sawa na:. Wakati wa t, molekuli za mvuke za fedha ziliruka mbali CA = R - r . Kasi yao v inaweza kupatikana kama umbali uliosafirishwa ukigawanywa na wakati:au, kuchukua nafasi ya t, tunapata:.

Mipako ya fedha kwenye ukuta wa silinda D iligeuka kuwa ukungu, ambayo ilithibitisha uwepo wa kasi tofauti za molekuli. Kutokana na uzoefu, iliwezekana kuamua kasi inayowezekana zaidi v. ver ambayo ilifanana na unene mkubwa zaidi wa plaque ya fedha.

Kasi inayowezekana zaidi inaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula iliyotolewa na Maxwell:(kumi na nane). Kulingana na mahesabu ya Maxwell, kasi ya wastani ya hesabu ya molekuli ni: (19).

6. Mlinganyo wa hali ya gesi bora ni usawa wa Mendeleev-Clapeyron.

Kutoka kwa mlingano wa kimsingi wa nadharia ya kinetiki ya molekuli (formula (14) inafuata sheria ya Avogadro: viwango sawa vya gesi zisizofanana chini ya hali sawa (joto sawa na shinikizo sawa) vina idadi sawa ya molekuli:(kwa gesi moja),(kwa gesi nyingine).

Ikiwa V 1 = V 2; T 1 = T 2; r 1 \u003d r 2, kisha n 01 \u003d n 02.

Kumbuka kwamba kitengo cha kiasi cha dutu katika mfumo wa SI ni molekuli (gramu-molekuli). m mole moja ya dutu inaitwa molekuli ya molar ya dutu hiyo. Idadi ya molekuli zilizomo kwenye mole moja ya vitu tofauti ni sawa na inaitwa nambari ya Avogadro (N. A = 6.0210 23 1/mol).

Tunaandika equation ya serikali kwa gesi bora kwa mole moja:, ambapo V m - kiasi cha mole moja ya gesi;, ambapo V m - kiasi cha mole moja ya gesi; (mara kwa mara ya gesi ya ulimwengu wote).

Hatimaye tuna: (26).

Equation (26) inaitwa equation ya Clapeyron (kwa mole moja ya gesi). Katika hali ya kawaida (p = 1.01310 5 Pa na T = 273.15 0 K) kiasi cha molar ya gesi yoyote V m = 22.410 -3 . Kutoka kwa formula (26) tunaamua; .

Kutoka kwa equation (26) kwa mole ya gesi, mtu anaweza kwenda kwa equation ya Mendeleev-Clapeyron kwa molekuli yoyote ya gesi m.

Mtazamo inatoa idadi ya moles ya gesi. Tunazidisha sehemu za kushoto na kulia za usawa (26) kwa.

Tuna kiasi cha gesi kiko wapi.

Wacha tuandike mwishowe: (27 ) . Equation (27) ni mlingano wa Mendeleev-Clapeyron. Uzito wa gesi unaweza kuletwa katika equation hii na.

Katika formula (27), tunabadilisha V na kupata au .

7. Sheria za gesi zenye uzoefu. Shinikizo la mchanganyiko wa gesi bora (sheria ya Dalton).

Kwa nguvu, muda mrefu kabla ya ujio wa nadharia ya molekuli-kinetic, sheria kadhaa ziligunduliwa ambazo zinaelezea isoprocesses za usawa katika gesi bora. Isoprocess ni mchakato wa usawa ambao moja ya vigezo vya hali haibadilika (ni mara kwa mara). Kuna isothermal (T = const), isobaric (p = const), isochoric (V = const) isoprocesses. Mchakato wa isothermal unaelezewa na sheria ya Boyle-Mariotte: "ikiwa wakati wa mchakato huo wingi na joto la gesi bora hazibadilika, basi bidhaa ya shinikizo la gesi na kiasi chake ni mara kwa mara. PV = const (29). Uwakilishi wa picha wa equation ya hali inaitwa mchoro wa hali. Kwa upande wa isoprocesses, michoro ya serikali inaonyeshwa kama mikondo yenye pande mbili (gorofa) na inaitwa isotherms, isobars, na isochores, mtawalia.

Isothermu zinazolingana na halijoto mbili tofauti zinaonyeshwa kwenye Mtini. 6.

Mchele. 6. Isothermu zinazolingana na halijoto mbili tofauti.

Mchakato wa isobaric unaelezewa na sheria ya Gay-Lussac: "ikiwa wakati wa mchakato shinikizo na wingi wa gesi bora hazibadilika, basi uwiano wa kiasi cha gesi kwa joto lake kamili ni mara kwa mara:(30).

Isobars sambamba na shinikizo mbili tofauti ni inavyoonekana katika Mtini.7.

Mchele. 7. Isobars sambamba na shinikizo mbili tofauti.

Equation ya mchakato wa isobaric inaweza kuandikwa tofauti:31), ambapo V 0 Kiasi cha gesi - 0 0 C; V t - kiasi cha gesi katika t 0 C; t ni joto la gesi katika digrii Celsius;α - mgawo wa upanuzi wa volumetric. Kutoka kwa formula (31) inafuata hiyo. Majaribio ya mwanafizikia wa Ufaransa Gay-Lussac (1802) yalionyesha kuwa mgawo wa upanuzi wa ujazo wa aina zote za gesi ni sawa na., i.e. inapokanzwa kwa 1 0 C gesi huongeza kiasi chake kwa sehemu ya kiasi ilichukua kwa 0 0 C. Katika mtini. 8 inaonyesha grafu ya utegemezi wa kiasi cha gesi V t joto t 0C.

Mchele. nane. Grafu ya kiasi cha gesi V t joto t 0C.

Mchakato wa isochoric unaelezewa na sheria ya Charles: "ikiwa wakati wa mchakato kiasi na wingi wa gesi bora hazibadilika, basi uwiano wa shinikizo la gesi kwa joto lake kamili ni mara kwa mara:

(32).

Isochores sambamba na kiasi mbili tofauti zinaonyeshwa kwenye mtini. 9.

Mchele. 9. Isochores sambamba na juzuu mbili tofauti.

Equation ya mchakato wa isochoric inaweza kuandikwa tofauti:(33), wapi - shinikizo la gesi KUTOKA; - shinikizo la gesi kwa t; t ni joto la gesi katika digrii Celsius;- mgawo wa joto wa shinikizo. Kutoka kwa formula (33) inafuata hiyo. Kwa gesi zote na . Ikiwa gesi inapokanzwaC (kwa V = const), basi shinikizo la gesi litaongezeka kwasehemu ya shinikizo aliyokuwa nayo wakatiC. Kielelezo 10 kinaonyesha grafu ya shinikizo la gesi dhidi ya joto t.

Mchele. kumi. Grafu ya shinikizo la gesi dhidi ya joto t.

Ikiwa tutaendelea na mstari wa AB hadi upitishe mhimili wa x (point), basi thamani ya abscissa hii imedhamiriwa kutoka kwa formula (33), ikiwasawa na sifuri.

;

Kwa hiyo, kwa jotoshinikizo la gesi linapaswa kwenda kwa sifuri, hata hivyo, kwa baridi hiyo, gesi haitahifadhi hali yake ya gesi, lakini itageuka kuwa kioevu na hata kuwa imara. Halijotoinaitwa sifuri kabisa.

Katika kesi ya mchanganyiko wa mitambo ya gesi ambayo haiingii katika athari za kemikali, shinikizo la mchanganyiko pia imedhamiriwa na formula., wapi (mkusanyiko wa mkusanyikoni sawa na jumla ya viwango vya vipengele vya mchanganyiko kwa jumla n - vipengele).

Sheria ya Dalton inasema: Shinikizo la mchanganyikoni sawa na jumla ya shinikizo la sehemu ya gesi zinazounda mchanganyiko.. Shinikizo inayoitwa sehemu. Shinikizo la sehemu ni shinikizo ambalo gesi iliyotolewa ingeunda ikiwa peke yake ilichukua chombo ambacho mchanganyiko iko (kwa kiasi sawa ambacho kimo kwenye mchanganyiko).

BIBLIOGRAFIA

1. Brychkov Yu.A., Marichev O.I., Prudnikov A.P. Majedwali ya viambatanisho visivyo na kikomo: Kitabu cha Mwongozo. - M.: Nauka, 1986.

2. Kogan M.N. Mienendo ya gesi adimu. M., Fizmatlit, 1999.

3. A. K. Kikoin, Fizikia ya Molekuli. M., Fizmatlit, 1976.

4. Sivukhin D.V. Kozi ya jumla ya fizikia, v. 2. Thermodynamics na fizikia ya molekuli. M., Fizmatlit, 1989.

5. Kiryanov A.P., Korshunov S.M. Thermodynamics na fizikia ya Masi. Msaada wa wanafunzi. Mh. Prof. KUZIMU. Gladun. - M., "Mwangaza", 1977.

UKURASA \* MERGEFORMAT 3