Suvning molekulяr fizikasi mavzuning maqsadi talabalarga Er sharida suvning taqsimlanishi, suvning agregat holatlarining

Suvning molekulяr fizikasi mavzuning maqsadi talabalarga Er sharida suvning taqsimlanishi, suvning agregat holatlarining

---

---

1.2. SUVNING MOLEKULЯR FIZIKASI
Mavzuning maqsadi talabalarga Er sharida suvning taqsimlanishi, suvning agregat holatlarining 
o‘zgarishlari qanday qoidalarga asoslanib kuzatilishi, suv molekulasining tuzilishi va to‘liq energiyaning 
o‘zgarishlari kabi masalalarga qisqacha to‘xtalib o‘tish va talabalarga shu masalalar bo‘yicha tushunchalar 
berishdir. 
Er sharida 16 mlrd km
3
suv mavjud, bu raqam sayyoramiz massasining 0,25 foyizini tashkil etadi.
Bu miqdordan 1.386 mlrd km
3
Er gidrosferasiga-okeanlar, dengizlar, ko‘llar, daryolar, muzliklar va er osti suvlariga to‘g‘ri keladi.
Chuchuk er usti suvlari (ko‘llar va daryolar) atigi 0,2 mln.km
3
ni tashkil etadi:
Atmosferaning suv bug‘lari esa 13 ming km
3
ga teng.
Suv tabiiy sharoitda uch holatda uchraydi:
1.
Qattiq (qor yoki muz ko‘rinishida);
2.
Suyuq (suv);
3.
Gazsimon holat (suv bug‘i ko‘rinishida).
Suvning mana shu ko‘rinishlari uning agregat holatlari deb ataladi.
Suvning bir fazadan boshqa fazaga o‘tishiga sabab uning temperaturasi va bosimining o‘zgarishidir.
Suvning agregat holatlarini mos ravishda quyidagi uch oblastga ajratish mumkin: Ioblastda suv qattiq holatda bo‘ladi; II-oblastda
suyuq holatda; III-oblastda suv bug‘ ko‘rinishida bo‘ladi. Ularni uchta chiziq chegaralab turadi:
1-chiziq bo‘yicha qattiq va suyuq fazalar muvozanatda bo‘ladi (muzning erishi yoki suvning kristallga aylanishi);
2-chiziq bo‘yicha suyuq va gazsimon fazalar muvozanatda bo‘ladi (suvning bug‘lanishi yoki bug‘ning kondensatsiyasi);
3-chiziq chegarasida qattiq va gazsimon fazalar muvozanatda bo‘ladi. Bunda suv bug‘ining sublimatsiyasi va muzning vozgonkasi
(bug‘nalishi) kuzatiladi.
Sublimatsiya deb suv bug‘ining gazsimon shakldan qattiq shaklga o‘tishiga aytiladi.
Vozgonka deb qattiq holatdan (muzdan) suyuq xolatga o‘tmasdan to‘g‘ri gazsimon holatga (bug‘ga) aylanishiga aytiladi.
Qorning sublimatsiya va vozgonkalari tabiatda katta ahamiyatga ega bo‘ladi. 1, 2 va 3chiziqlar atrofidagi fazalar muvozanatini dinamik
muvozanat deb tushunsa bo‘ladi, ya’ni chiziqlar orasida bir faza molekulalarining paydo bo‘lishi boshqa faza molekulalarining paydo bo‘lishiga
qat’iy bog‘liq bo‘ladi.
Mana shu uchta egri chiziqlarning kesilishi Gibbs fazalarining qoidasidan kelib chiqadi:
F m - n 2
Bu erda G‘-bo‘sh darajalar soni yoki bir-biriga bog‘liq bo‘lmagan parametrlar (shu sistemaning muvozanatini ifodalaydi); m-
komponentlar soni; n-fazalar soni. Suv sistemasi 1ta komponentdan iborat bo‘lganligi uchun (m 1) va bir fazada (n 1) bo‘lib, F 2 ga teng
bo‘ladi.
Bundan shu narsa kelib chiqadiki, bir faza uchun 2 parametrni xoxlagancha almashtirsa bo‘ladi (temperatura va bosimni), bunda bir fazalik
sistema o‘z muvozanatini saqlab qoladi.
2 ta fazada (n 2) G‘ 1ga teng bo‘ladi, ya’ni G‘ 1-2 2 1 bo‘ladi; 1, 2, 3-egri chiziqlarni ifodalovchi Klayperon-Klauzius
tenglamasi mavjud:
dp L
dT T (V2 V1) ,
bu erda: T-absolyut temperatura, har bir egri chiziqlar uchun alohida beriladi; L-nisbiy issiqlik (bug‘lanish, erish yoki sublimatsiya); V
2
-V
1
-
hajmlar farqi (suvdan muzga o‘tganda yoki suv bug‘ining suvga aylanganida yoki suv bug‘idan muz holatiga o‘tganda).
Suv murakkab tabiiy modda. Uning asosiy struktura birligi N
2
O dir. Suv molekulasi o‘z navbatida 2ta vodorod atomidan va 1ta kislorod
atomidan tashkil topgan. Vodorod va kislorod molekulalarining joylashish sxemasi har xil mualliflar tomonidan turlicha taklif etilgan.
Suv molekulasining tuzilishi 3 atomli bo‘lganligi uchun uning to‘liq kinetik energiyasi quyidagicha ifodalanadi:
Ek
mx2
1 my2
1mz2
1Jxwx2
1Jywy2
1Jzwz2
2
2
2
2
2
bu erda x, y, z va w
x
,w
y
, w
z
lar molekulani harakatga keltiruvchi va aylanma harakat tezliklari; J
x
, J
y
, J
z
- molekulaning inersiya momentlari
(aylanma o‘qiga nisbatan); m-molekula massasi.
Yuqoridagi tenglamadan quyidagi xulosalar kelib chiqadi; N
2
O tipdagi molekulaning to‘liq kinetik energiyasi 6 qismdan iborat
bo‘ladi (3ta harakatga keltiruvchi, 3 ta aylanma).
Fizika kursidan ma’lumki, har bir erkin darajaga unga teng miqdordagi energiya to‘g‘ri keladi:
Bu holda molekulaning to‘liq kinetik energiyasi quyidagi tenglama bilan ifodalanadi:
E
k
6G‘2
• R T 3RT

---

---

2
Har qanday gaz gramm molekulasining to‘liq kinetik energiyasi

W N
A
•E
k
3 N
A
•RT 3R
m
T
ifoda bilan aniqlanadi.
Agarda moddaning hajmi doimiy bo‘lsa, bu holda to‘liq kinetik energiya bilan nisbiy issiqlik sig‘imining bog‘lanishi quyidagicha
ifodalanadi:
dW C
V 
3R
m 
. dT
Nisbiy issiqlik sig‘imi suv bug‘i uchun yuqoridagi ifoda bo‘yicha hisoblanadi va 25 jG‘mol. K
0
ga teng bo‘ladi, laboratoriya sharoitida
o‘tkazilgan tajribalar natijalari bo‘yicha esa 27,8 jG‘mol K
0
ga teng. Demak, N
2
O yuqoridagi sxema bo‘yicha tuzilgan, deb aytsa bo‘ladi. Suv
molekulasining tuzilishini spektrografik usullar yordamida o‘rganilganda uning uchburchak shaklidaligi aniqlandi va uchburchakning hamma
tomonlari teng, burchaklarning qiymati
104
0
27 , tomonlarining uzunligi 0.096 nmga tengligi aniqlandi.
Kislorod 6 ta izotopga ega, bular:
14
O,
15
O,....
19
O.
Vodorod 3 ta izotopga ega, bular: I
H
(protiy),
2
N
(deyteriy), 3
H
(tritiy). Izotoplarning ba’zi birlari radioaktiv bo‘lib, tez tarqaladi va
tabiiy suvlarda kam uchraydi.
I
H
2
16
0 (m.og‘ q18 -oddiy suv),
2
H
2
16
0 (m.og‘ q 20-bu deyteriy).