Tеmpеratura, issiqlikdan kеngayish va idеal gaz qonunlari 2-Maruza

Tеmpеratura, issiqlikdan kеngayish va idеal gaz qonunlari
2-Maruza. Atomlar. Tеmpеratura tеrmomеtrlar, tеmpеratura shkalalari. Doimiy xajmli gaz tеrmomеtri. Issiqlik muvozanati; tеrmodinamikaning nolinchi asosi.
Reja:
1.Atomlar
2. Tеmpеratura.
3. Tеmpеratura va issiqlik muvozanati
4. YUz gradusli va Farengeyt temperaturalar shkalasi
5. Фаренгейт ва Цельсий шкалалари орасидаги температуранинг o’zгариши
6. Gazli termometrlarva absolyut temperaturalar shkalasi
7. Doimiy hajmli yuz gradusli termometrlar
8. Kelvindan Farengeytga o’tish
([1] 563-569 betlar)
([2] 359-363 betlar)
Moddalar atomlardan tuzilgan, degan tasavvur qadimgi greklarga tegishlidir. Qadimgi grek faylasufi Demokrit aytishicha, agar moddani mayda bo’laklarga bo’lish natijasida moddaning juda kichik zarralariga ega bo’lishimiz mumkin-ki, uni boshqa bo’lib bo’lmaydi. Bu kichik zarra atom deb atalgan bo’lib, grekchadan “atomos” bo’linmas ma’noni bildiradi. Moddaning alternative atom nazariyasiga ko’ra moddani istalgancha mayda bo’laklarga bo’lish mumkin va bu jarayin cheksiz davom etadi. Biroq bu nazaruyaning eksperimental isbiti kimyoviy reaksiyalarni analiz qilish orqali o’n sakkizinchi va o’n to’qqizinchi asrlardagina paydo bo’ldi. Isbotning asosiy elementi modda tarkibining doimiyligi bo’lib, u o’zida 188 yilboshigacha bo’lgan yarim asrlik eksperimental natijalarni umumlashtiradi. Bu qonunga muvofiq, agar ikki va undan ortiq elementlar bog’ hosil qilsa, ular albatta bog’ga bir hil og’irlik proporsiyasida kiradilar. Masalan, osh tuzi doimo 23 ulush natriy va 35 ulush xlorda iborat bo’lib, suv vodorodning bir ulushi va kislorodning sakkiz ulushidan tarkib topgandir. Moddaning uzluksiz bo’linishi nazariyasi tarkibning doimiyligi qonuni bilan qiyin mos keladi, Jon Daltonning (1766-1844) ko’rsatishicha atom nazariya bu qonunni to’liq tushuntira oladi: bog’ hosil qilish uchun zarur bo’lgan har bir element og’irligining nisbati bog’lanayotgan atomlarning nisbiy og’irligiga mos keladi. Masalan, natriy (Na) ning bitta atomi xlor (Cl) ning bitta atomi bilan qo’shilib osh tuzi (NaCl) ning bitta molekulasini hosil qiladi, bunda natriyning bitta atomining og’irligi xlor atomi og’irligining 23/35 ni tashkil etadi. Katta sondagi bog’lanishni olish uchun zarur bo’lgan har bir elementning nisbiy miqdorini o’lchab, eksperimentatorlar atomlarning nisbiy og’irligini topdilar. Eng engil vodorod atomiga ihtiyoriy tarzda birga teng bo’lgan nisbiy og’irlik berildi; bu shkalada uglerod atomi og’irligi 12 ga, kislorodniki 16 ga, natriyniki 23 ga va h.k. yaqin. Hozirgi vaqtda nisbiy og’irlik haqida emas, atomlar va molekulalarning nisbiy massalari haqida gapirish qabul qilingan bo’lib, biz mos holda atom massa va molekulyar massa deb ataymiz. Bu kattaliklar shunday topiladiki, oddiy uglerod C12 atomiga massaning 12,0000 atom birligi qiymqti to’g’ri keladi. U holda vodorodning atom massasi 1,0078 ga teng. Atom nazariyani tasdiqlovchi boshqa eksperimental isbot biology Robert Broun sharafiga atalgan1827 yilda ochilgan Broun harakatidir. Atom nazariya Broun harakatini oson tushintiradi; buning uchun modda atomlari uzluksiz harakatda ekanligi haqida yana bir marotaba mantiqiy tasavvur qilish etarlidir. U holda Broun changining mayda zarralari atrofdagi cuvning tez harakatlanayotgan molekulalari tomonidan tez turtilishi tufayli tartibsiz harakatlanishi ma’lum bo’ladi.
1905 yilda Альберт Эйнштейн broun harakatini nazariya nuqtai nazardan tekshirdi va eksperimental natijalar asosida atom va molekulalarning tahminiy o’lchamlari va massalarini hisoblay oldi. Hiso,kashlar atomning diametric 10^-10 m ekanligini ko’rsatdi.
Qattiq, suyuq va gaz holatlar atom yoki mikroskopik nuqtai nazardan bir-biridan nimasi bilan farq qilishini ko’rib chiqamiz. Ma’lumki atomlar bir-biriga tortiladilar. Aks holda alyuminiy bo’lagi monolit bo’lak ko’rinishida saqlana olarmidi? Bu kuchlar elektr tabiatga ega. Biroq, molekulalar bir-biriga juda yaqin kelsalarularning o’zaro ta’sir kuchi tashqi atom elektronlarini itarishga asoslangan itarishish kuchiga aylanadi. Shunday qilib, molekulalar bir-biridan qandaydir masofaga uzoqlashadilar. Qattiq jismlarda tortishish kuchkari juda katta bo’lib, atom va molekulalar u yoki bu belgilangan holatda, odatda struktura ko’rinishida Kristal panjara kabi ko’rinishda bo’ladilar. Qattiq jism atom va molekulalari harakatdadirlar-ular kristal panjarada o’zlarining muvozanat holati atrofida tebranma harakat qiladilar (rasm, a). Suyuqliklarda atom va molekulalar tezroq harakat qiladilar, yani ular orasidagi o’zaro ta’sir kuchi kuchzizroq bo’lib, zarralar suyuqlikda erkinroq bo’ladi va biri ikkinchisining atrofida harakatlanishi mumkin (rasm, b). Gazlarda atom va molekulalar o’zaro ta’sir kuchlari juda kuchsiz, ularning tezliklari esa juda katta bo’lib. Molekulalar umuman bir-biriga yaqin tura olmaydi. Ularning har biri o’zining traektoriyasi bo’yicha tez harakatlanib, bir-biri bilan to’qnashib, ihtiyoriy idishni to’ldiradi (rasm,v). Gazlarda molekulalarning o’rtacha tezligi shunchalik kattaki, molekulalar to’qnashganida ularni birga ushlab turish uchun tortishish kuchlari etarli bo’lmaydi, natijada ular to’qnashishgacha bo’lgan yo’nalishdan farqli tomonga uchib ketadilar.

a	b	v