Газлар молекуляр-кинетиқ назариясининг асослари
Download 246.23 Kb. Pdf ko'rish
|
GazlarmolKN
|
ГАЗЛАР МОЛЕКУЛЯР-КИНЕТИК НАЗАРИЯСИНИНГ АСОСЛАРИ 8ау-10 гуруҳ талабаси Миргулшанов Комолиддин Амонжон ўғли Рeжа: 1-§. Физик ҳодисаларни текширишдаги икки усул ҳақида 2- §. Система параметрлари 3-§. Мувозанатли ҳолатлар ва процесслар 4-§. Идеал газнинг ҳолат тенгламаси 1-§. Физик ҳодисаларни текширишдаги икки усул ҳақида Маълумки, механикада жисм ҳаракати бошланғич шартлар ва ҳаракат жараѐнида таъсир этадиган кучлар (масалан, оғирлик кучи, ишқаланиш кучлари, . . .) билан аниқланади. Бу катталиклар ѐрдамида жисмнинг ихтиѐрий вақтдаги вазиятини ҳисоблаб топиш, мазкур жисмнинг бошқа жисмлар билан таъсирлашиш натижасини аниқлаш мумкин. Бундай ҳодисалар динамик қонуниятлар билан тавсиф этилади. Хусусан, самолѐт учишини ѐки космик кеманивг Ер атрофидаги ҳаракатини ҳисоблашда ана шу динамик қонуниятлардан фойдаланилади. Молекуляр физикада эса ниҳоят кўп зарралар таъсирида вужудга келадиган ҳодисаларни текширишга тўғри келади. Хусусан, бир куб сантиметр ҳажмдаги газда (нормал шароитларда) 2,7 • 10 19 дона молекула мавжуд бўлиб, уларнинг ҳар бири бир секунд давомида бошқа молекулалар билан тахминан 10 10 марта тўқнашади. Бинобарин, молекуланинг траекториясн ниҳоят чигал синиқ чизиқ бўлиб, амалда бундай йўлни ҳисоблаш мумкин эмас. Ҳаттоки, катта қийинчиликларга бардош бериб бу йўлни ҳисоблаганда ҳам, у бирор фойда келтирмаган бўларди. Буиинг сабаби шундаки, ниҳоят кўп зарралар таъсирида вужудга келадиган физик ҳодисаларда сифат жиҳатдан янги хислатлар намоѐн бўлади. Айрим зарралар ҳаракатини текшириш натижасида бу хисдатлар ҳақида бирор маълумот олиб бўлмайди. Масалан. бирор идишдаги газ молекулаларининг барчаси учун ҳаракат тенгламалари маълум бўлганда ҳам, улардан фойдаланиб газнинг ҳолат тенгламасини ҳосил қилиб бўлмайди. Бошқача қилиб айтганда, молекуляр физика қонунларини механика қонунларига келтириб бўлмайди. Бундай масалаларни алоҳида математик усулга — статистик усулга асосланиб ҳал қилишга тўғри келади. Статистик усул бир-бирига ўхшаган ниҳоят кўп, лекин бир-биридан мустақил бўлган ҳодисалар тўплами {яъни «умумий» ҳодиса) ни текшириш учун қўлланилади. Юқорида баѐн этилган газ молекулаларининг идиш деворига коллектив таъсири—босим ана шундай умумий ҳодисанинг натижасидир. Масалан, бирор идишдаги газ босимини ўлчаш учун унга босим ўлчайдиган қурилма (манометр) уланган бўлсин. Идишдаги молекулалар турли тезликлар билан ҳаракатланади, ўзаро тўқнашиб тезлик йўналишларини ва қийматларини ўзгартириб туради. Шунинг учун идишнинг бирлик сиртига келиб урилаѐтган молекулаларнинг таъсир кучи (яъни газ босими) ҳар бир онда турлича бўлади. Лекин манометр қандайдир доимий кучни қайд қилади. Бинобарин, газ босими—бирлик сиртга молекулаларнинг ниҳоят кўп урилишларидаги зарб кучларининг ўртача қийматидир. Умуман, молекуляр физиканинг миқдорий қонуниятларини аниқлашда фойдаланиладиган статистик усулда (молекуляр - кинетик усул деб ҳам юритилади) эҳтимоллик назариясига асосланган математик ҳисоблашлар (масалан, турли катталиклар ўртача қийматларини ҳисоблаш) кенг қўлланилади. Статистик усул ѐрдамида табиат ҳодисалари етарлича чуқур ва аниқ текширилади.Масалан, суюқлик ѐки газсимон муҳит ичида бирор қаттиқ жисм v тезлик билан ҳаракатланаѐтган бўлсин. Мазкур ҳаракат Ньютон механикасида Ғ =rv (бундаги r — ишқаланиш коэффициенти) ифода билан аниқланадиган ишқаланиш кучи ѐрдамида тавсиф этилади. Лекин ишқаланиш кучининг вужудга келиш манзараси ойдинлашмай қолаверади. Аслида, мазкур ҳодисанинг манзараси қуйидагича: ҳаракат жараѐнида намоѐн бўлаѐтган ишқаланиш кучи жисм билан муҳит зарралари орасидаги тўқнашув туфайли вужудга келади. Муҳит зарралари тўхтовсиз бетартиб ҳаракатда (броун ҳаракатида) бўлади. Улар ўзаро тўқнашишлар туфайли йўналишларини жуда тез ўзгартириб туради. Бинобарин, жисмга муҳит зарраларининг урилишлари тасодифий характерга эга. Бошқача қилиб айтганда, муҳит заррасининг ҳаракатланаѐтган жисмга дуч келиб қолиши тасодифийдир. Лекин бу урилишлар туфайли вужудга келаѐтган ишқаланиш кучи заруриятдир. Демак, ҳар бир алоҳида ҳодиса (яъни газ молекуласининг жисмга урилиши) тасодиф, лекин жуда кўп тасодифий ҳодисаларнинг йиғиндиси зарурнятни келтириб чиқаради. Бу эса, ўз навбатида, зарурият ва тасодифнинг диалектик бирлигини акс эттирувчи яққол мисол бўла олади. Бу мураккаб жараѐн механика қонунларида мутлақо акс эттирилмайди, уларда фақат ўртача натижа берилади. Статистик усул ѐрдамидаги текширишлар ишқаланиш кучининг вужудга келишига сабабчи бўлган жараѐннинг моҳиятини очиб беради. Бундан ташқари кучнинг ўртача қийматини ва бу ўртача қийматдан четга чиқишларни ҳам ҳисоблаш мумкин. Шундай қилиб, статистик усул макрожисмларнинг молекуляр тузилиши ва айрим молекулаларнинг ўзаро таъсирини ўрганиш асосида макрожисмлардаги жараѐнларнинг содир бўлишига оид қонуниятларни аниқлайди. Лекин макроскопик жисмлар хоссаларини уларнинг ички тузилишларини эътиборга олмасдан ҳам текшириш мумкнн. Бунда макросистемаларнинг энергетик характеристикалари ва турли макроскопик катталиклар орасидаги боғланишлар ўрганилади. Бундай усул термодинамик усул деб аталади. Термодииамик усулни қўллаш имконняти — жисмларнинг кўпчилик хоссалари уларда энергиянинг бир турдан бошқа турларга айланиш жараѐнлари билан боғлиқлигидадир. Кўп кузатишлар натижаларини умумлаштириш туфайли термодинамика асослари деб ном олган энергетик айланишларни ифодаловчи асосий қонунлар аниқланган. Мазкур қонунларни қўллаб термодинамикада умумий характерли талайгина натижалар олишга муваффақ бўлинди. Молекуляр физикага оид тадқиқотларда иккала усул ҳам кенг қўлланилади ва улар ўзаро бир-бирини тўлдиради. Кейинги параграфларда газсимон жисмларнинг хоссалари ва газларда содир бўладиган жараѐнларни ўрганишда статистик ва термодинамик усуллар бир- бири билан узвий боғланганлигига ишонч ҳосил қиламиз. 2- §. Система параметрлари Текширилаѐтган жисм ниҳоят кўп микрозарралар (атом ва молекулалар) йиғиндисидан ташкил топган. Бинобарин, молекуляр физикада жисм микрозарралар системаси ѐки оддийгина система деб аталади. Система хоссаларини текшириш учун тажрибаларда бевосита ўлчанадиган катталиклардан фойдаланиш лозим. Система ҳолатини ифодалайдиган бу катталикларни система параметрлари деб аталади. Шу параметрлар ва уларнинг ўлчов бирликлари билан танишайлик. 1. Ҳажм. Қаттиқ ва суюқ ҳолатларда моддани ташкил этган молекулаларнинг тортишиши анчагина кучли бўлганлиги сабабли жисмлар ўзларининг ҳажмини, қаттиқ жисмлар эса ўз шаклини сақлайди. Газсимон ҳолатдаги модда молекулалари орасидаги ўзаро тортишиш кучлари анча заиф. Шунинг учун газсимон ҳолатдаги жисм (система) ўзи солинган идиш ҳажмини бутунлай эгаллайди. Бинобарин, система ҳажми деганда идишнинг ҳажмини тушунишимиз лозим. СИ да ҳажм метр куб (м 3 ) ларда ўлчанади. Ҳажмнинг СИ бирликлари билан баравар фойдаланиладиган литр деб аталувчи системадан ташқари бирлиги ҳам мавжуд: Ҳажмнинг ўлчамлиги — Темпвратура. Инсон сезгилари системанинг исиганлик даражасини фақат сифат жиҳатидан фарқ қила олади. Масалан, совуқ, илиқ, иссиқ ва ҳоказо. Температурани миқдорий жиҳатдан аниқлаш — системанинг исиганлик даражасини бирор температура шкаласи бўйича ифодалаб олиш демакдир. СИ да температураларнинг абсолют термодинамик шкаласи (Кельвин шкаласи) дан фойдаланилади: сувнинг учланма нуқтасини (учланма нуқта деганда айни бир модданинг қаттиқ, суюқ ва газсимон фазалари ўзаро мувозанатда бўладиган температура тушунилади) характерловчи термодинамик температуранинг 1/273,16 улуши 1 кельвин (К) деб қабул қилинган. СИ да швед физигининр номи билан аталадиган Цельсий Download 246.23 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|