6-mavzu: Gaz issiqlik sig‘imlari nisbatin aniqlash

4-Laboratoriya ishi
HAVO MOLEKULALARINING O‘RTACHA ERKIN YUGURISH YO‘LINI VA EFFEKTIV DIAMETRINI ANIQLASH
Ishning maqsadi: havo molekulalarining o‘rtacha erkin yugurish yo‘lini laboratoriyada eksperimental aniqlash; havo molekulalarining effektiv daimetrini aniqlash.

Talab qilinadigan jihozlar: ni aniqlash uchun va havo molekulalarining o‘rtacha erkin yugurish yo‘lining uzunligini aniqlash uchun BAT-2-PO blok, o‘lchov stakani (menzurka).

Qisqacha nazariy ma’lumotlar

Havo molekulalari issiqlik xaotik harakat holatida bir-biri bilan to‘xtovsiz to‘qnashadilar. “To‘qnashish” atamasini molekulaga nisbatan aynan tushunmasdan, balki bu jarayonni qattiq sharlarning o‘zaro to‘qnashishiga o‘xshash tasavvur qilish kerak. Molekulalarning to‘qnashishi deganda molekulalarning harakat yo‘nalishini o‘zgartirishiga sabab bo‘ladigan o‘zaro ta’sir jarayoni tushuniladi.

1-rasm.

a) ikki molekulaning o‘zaro ta’sir energiyasi ning ularning markazlari orasidagi masofaga bog‘liqlik grafigi;

b) molekulaning effektiv diametrini aniqlashga oid.
Grafik yordamida (1.a-rasm) molekulalarining yaqinlashish (to‘qnashish) jarayonini qarab chiqamiz. Fikran bitta molekulaning markazini koordinata boshiga jorylashtiramiz, ikkinchi molekulaning markazini esa o‘q bo‘ylab ko‘chayotgandek tasavvur qilamiz. Ikkinchi molekula cheksizlikdan birinchisi tomonga biror kinetik energiya bilan uchayotgan bo‘lsin. Ikkinchi molekula birinchisiga yaqinlashayotib, tortishish kuchi ta’sirida tezligini tobora oshiradi. Natijada molekulaning kinetik energiyasi ham ortadi. Biroq sistemaning to‘liq energiyasi ga teng bo‘ladi va o‘zgarmay qoladi (ikkita molekuladan itborat sistema yopiq), chunki potensial energiya ham bir vaqtning o‘zida kamayayib boradi. Molekula koordinatali nuqtadan o‘tayotganida tortishish kuchlari itarishish kuchlari bilan almashinadi, natijada molekula tezligini tez yo‘qota boshlaydi (itarishish sohasida egri chiziq juda keskin). Potensial energiya sistemaning to‘liq energiyasiga ga teng bo‘lgan vaqt momentida molekulaning tezligi nolga teng bo‘lib qoladi. Bu momentda molekulalar bir-biriga eng yaqinlashgan bo‘ladi. Molekulalar to‘xtagandan so‘ng barcha hodisalar teskari ketma-ketlikda yuz beradi: dastlab molekulaning tezligi itarishish kuchi ta’sirida ortib boradi; masofani o‘tgach molekula itarishish kuchining harakatni to‘xtatuvchi ta’siriga tushib qoladi, va nihoyat, dastlabki kinetik energiya bilan cheksizlikka o‘tib ketadi.

To‘qnashishda ikkita molekulaning markazlari bir-biriga yaqinlashadigan minimal masofa molekulaning effektiv diametri deb ataladi (1-b-rasm).

(1)

kattalik molekulaning effektiv kesimi deyiladi.

ning qiymati o‘zaro ta’sirlashuvchi kuchlarning ta’siriga, yaqinlashuvchi molekulalarning energiyasiga, ya’ni temperaturasiga bog‘liq bo‘ladi. Temperatura ortishi bilan molekulaning effektiv diametri kamaya boradi.

yaqin yo‘lni bosib o‘tadi. Agar u bir sekun ichida o‘rtacha to‘qnashuvlarni boshidan kechirsa, u holda molekulaning ikkita ketma-ket to‘qnashish orasidagi o‘rtacha erkin yugurish yo‘li quyidagiga teng bo‘ladi:

(2)