Tеmpеratura, issiqlikdan kеngayish va idеal gaz qonunlari 2-Maruza

Doimiy xajmli yuz gradusli termometr
Aytaylik, biz ma`lum temperaturani, ya`ni 1 atm bosimdagi oltingugurtning qaynash nuqtasini doimiy gaz xajmli to’rtta termometr yordamida o’lchaylik. Bu termometrlarning har biri quyidagi to’rtta gazning biridan tashkil topgan: xavo, vodorod, azot va kislorod. Termometrlarni kalibrlash evaziga ularning ko’rsatkichlari R₁₀₀ va R₀ nuqtalarda mos keladi. Endi bu termometrlarning har biri qaynayotgan oltingugurtga tushiriladi va ular oltingugurt bilan issiqlik muvozanatida bo’lganida termometrdagi bosim o’lchanadi. So’ngra temperatura 3-formula yordamida xisoblanadi. Bu jarayon to’rt termometrning har biri uchun bir xil natija beradimi? Ajablanarlisi, javob “ha”. To’rttala termometrning har biri ulardagi mavjud gaz zichligi kichik bo’lganida bir xil temperaturani o’lchaydi. Agar biz doimiy xajmli gaz termometrlarida gaz miqdorini o’zgartirib o’lchashlarni bajarsak, termometrdagi gaz zichligi ko’rsatkichlaridan biri uning bug’lanish nuqtasiga berayotgan bosimi R₁₀₀ bo’ladi. Agar doimiy xajmli gaz termometrida gazni qo’shib yoki kamaytirib, undagi gaz miqdorini o’zgartirsak, ikkala R₁₀₀ va R₀ ni o’zgartiramiz. Natijada, har galgaz miqdori turlicha bo’lganida termometr qaytadan kalibrlanadi.
5-rasmda to’rtta, havo, vodorod, azot, va kislorodli doimiy xajmli gaz termometrlarida o’lchangan oltingugurtning qaynash nuqtasi ko’rsatilgan. Har bir termometr uchun temperatura termometrning bug’lanish nuqtasi bosimi R₁₀₀ dan olingan funktsiya kabi olingan. Gaz miqdori kamaytirilganligi uchun bug’lanish nuqtasi zichligi va bosimi kamayadi. Ko’rinib turibdiki, gazlarning solishtirma og’irligi kichik bo’lganida, termometrlar ko’rsatkichlari bir-biriga yaqinlashadi. Gaz zichligi nol bo’lganida barcha gaz termometrlari yordamida o’lchangan oltingugurtning qaynash temperaturasi bir xil natijani beradi. Kichik zichliklarda o’lchanayotgan temperatura gazning ayrim xossalariga bog’liq bo’lmaydi. Oltingugurtning qaynash nuqtasi haqida biror alohida ma`lumot berilmagan. Kichik zichlikli va bosimli gazlar o’zlarini bir xil tutadilar va gaz bosimi nolga yaqinlashganida doimiy xajmli gaz termometrlarini ixtiyoriy gaz bilan to’ldirilganida ham bu termometrlar aniq bir temperaturani o’lchash imkonini beradi. Bu esa bunday termometrlarning asosiy xususiyati xisoblanadi.
Endi kichik miqdordagi doimiy gaz xajmiga ega bo’lgan o’zgarmas xajmli gaz termometrlaridan foydalanib o’lchangan temperaturalarni ko’rib chiqamiz. 3 tenglamaga binoan, termometrda bosim R<sub>t</sub> o’lchangan temperaturaga bilan chiziqiy o’zgaradi. 6 rasmda doimiy xajmli gaz termometrida o’lchangan gaz temperaturasining bosimga bog’liqligi ko’rsatilgan. Bu to’g’ri chiziqni nolinchi bosimgacha ekstropolyatsiyalasak, chiziq -273,15<sup>0</sup>S da kesishadi. Bu qiymat qanday turdagi gaz ishlatilishiga bog’liq emas. Fazoning ixtiyoriy nuqtasidagi temperatura termometrda qo’llaniladigan ideal gaz bosimiga proportsional kattalik kabi aniqlanadi. SHkalani tuzish uchun bizga ikkita belgilangan nuqta zarur bo’ladi. Ularning biri 0 K temperaturadagi nolinchi bosimga mos kelib, ikkinchi nuqta sifatida suvning uchtalik nuqtasi olinadi. Suvning uchtalik nuqtasi suv qattiq, suyuq va gaz xolatida muvozanatda bo’lgan nuqtasini ifoda etadi. Bu temperatura va bosimning ma`lum qiymatlaridagina o’rinlidi (7-rasm).

7-rasm. Uchtalik nuqtada suv. Kolbada Suyuq suv, muz va suv bug’i muvozvnvt xolatida.

Suvning uchtalik nuqtasidagi bosim 4,58 mm.sim.ust. ga teng bo’lib, temperatura esa 0,01 ⁰S ga teng . Bu temperatura taxminan 273,16 K (Kel vin) ga teng(absolyut nol -bu -273,15 ⁰S ligidan). Haqiqatda, endi uchtalik nuqta aniq 273,16 K ga teng temperatura kabi aniqlanadi.

Absolyut temperatura yoki Kel vin shkalasi bo’yicha T temperatura ixtiyoriy nuqtada doimiy xajmli gaz termometrlarida quyidagicha aniqlanadi:
4
Bu munosabatda termometrning suvning uchtalik nuqtasi temperaturasidagi bosimi bo’lib, R esa termometr temperatura T ni aniqlash kerak bo’lgan nuqtadagi bosimdir. Bu munosabatdagi Rq desak, u xolda Tq 273,16 K bo’ladi.
sel siy gradusi gradus birligi bo’lib, Kel vin kabi o’lchamga ega, biroq sel siyda o’lchangan nolinchi nuqta ideal gaz temperatura shkalasida o’lchangan nolinchi nuqtadan farq qiladi.Bu taxminan -273,15 °S qiymatga teng bo’lib, bu qiymat absolyut nol temperatura deyiladi. Absolyut nol temperatura absolyut yoki Kel vin shkalasi asosida yotadi. Bu shkala ilmiy tadqiqotlarda keng qo’llaniladi. Bu shkala bo’yicha temperatura Kel ain gra, to’g’rirog’i gradussiz Kel vin (K) da o’lchanadi. Bu shkala intervallari ham sel siy shkalasi kabi bo’lib, ulardagi bo’limlar soni (yoki graduslar) bir xil, biroq, Kel vin shkalasi noli (0 K) temperaturaning absolyut noliga teng qilib tanlangan. SHunday qilib, suvning muzlash temperaturasi (O °S) 273,15 K ga teng bo’lib qaynash temperaturasi 373,15 K ga tengdir. Haqiqatda, sel siy shkalasi bo’yicha ixtiyoriy temperatura unga 273,15 sonini qo’shish bilan kel vinga aylantirilishi mumkin:
T(K)= T(°S) + 273,15. (5)

Selsiy va Farengeyt shkalalari kundalik qo’llashda qulay bo’lsada, absolyut shkala ilmiy maqsadlar uchun ko’proq qulaylik keltiradi. CHunki undan qo’llanilganida ko’pgina formulalar sodda ifodalanib, absolyu temperaturaga fundamental talqin berish mumkin