Қазақстан республиасының білім және ғылым министрлігі

1.20⁰С температурада су буының ауа арқылы диффузиясының коэффициентін анықтау керек. Су молекуласының радиусы 0,21 нм. Азот моекуласы мен оттегінің молекулаларының радиустары 0,18 нм.

2.Сутегінің жылу өткізгіштігі ауаның жылу өткізгіштігінен неше есе артық. Сутегі молекуласының радиусы 0,14 нм. Азот моекуласы мен оттегінің молекулаларының радиустары 0,18 нм. Газдардың температуралары бірдей.

3.Қызған дене уақытта суыиды. Осы денеші өлшемдерін есе ұлғайтқанда қанша уақыттан соң суыиды?

4.А молекуласының В₁ және В₂ газдар арқылы диффузиясының коэффициенттері D₁ және D₂. Газдардың бірлік көлемдеріндегі молекула саны n. В₁ газдың бірлік көлеміндегі молекулалардың саны n₁, В₂ газдың бірлік көлеміндегі молекулалардың саны n₂ болатын қоспадағы А молекулаларының диффузия коэффициентін анықтау керек.

5. Қалыпты жағдайда гелий атомдарының орташа еркін жол ұзындығы 1,8*10^-9м. Диффузия коэффициентін анықтау керек.

6. Қалыпты жағдайда азоттың ішкі үйкеліс коэффициенті 1,7*10^-5кгм^-1с^-1. Атомдарының орташа жүгіру жолын анықта.

7. Молекулалардың жылдам қозғалысы нәтижесінде өтетін барлық тасымалдау құбылыстарының өте баяу өтетіндігі неліктен?

Молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы

формуласымен анықталады.

Идеал газ молекулаларының ретсіз қозғалысының кинетикалық энергиясы оның ішкі энергиясын құрайды. Себебі идеал газдың молекулаларының әсерлері тек бір-біріне соқтыққанда ғана көрінеді. Ал нақты газдың ішкі энергиясын молекулалардың қозғалысының кинетикалық энергиясы мен олардың бір-бірімен әсерлесуінің потенциалдық энергиясы құрайды. Газ молекулаларының қозғалысының кинетикалық энергиясы олардың ілгерілемелі, айналмалы және тербелмелі қозғалыстарының кинетикалық энергияларынан тұрады.

Молекулалардың қозғалысының әр түріне келетін энергияларды білу үшін еркіндік дәрежесі туралы ұғым енгізу керек.

Еркіндік дәрежесі деп дененің кеңістіктегі орнын анықтайтын тәуелсіз координаталардың санын айтады.

Мысал үшін, кеңістікте қозғалған материялық нүктенің үш еркіндік дәрежесі бар. Өйткені оның кеңістіктегі орнын анықтау үшін үш координата керек.

Газдың әрбір молекуласының белгілі еркіндік дәрежесі бар. Оның үшеуі ілгерлемелі қозғалысқа сәйкес келеді. Молекулалар қозғалысының ретсіздігі оның ілгерлемелі қозғалысына ғана емес, сонымен бірге айналмалы, тербелмелі қозғалысына да қатысты.

Молекулалардың еркiндiк дәрежесiне энергия бiрдей мөлшерде бөлiнедi. Ендеше бiр еркiндiк дәрежеге келетiн энергияны шығарып алу оңай. (2.8.1.1) формуласы молекуланың iлгерлемелi қозғалысын анықтаса және iлгерілемелi қозғалыс үшiн еркiндiк дәреже саны үшеу болса, бiр еркiндiк дәрежеге келетін энергия болады. Егер еркiндiк дәреже саны -ге тең болса, бiр молекуланың барлық қозғалыс үшiн кинетикалық энергиясы

болады.

деп жазамыз.

Кез келген массалы идеал газ үшін ішкі энергия

(2.8.1.4)

Бір атомды газ молекуласын шар деп алып және ол айналмайды десек, оның еркіндік дәреже саны үшеу болды.

Екі атомды газ үшін олар шар тәрізді және бір-бірімен арасы өзгермейтін байланыста десек, онда еркіндік дәреже саны бесеу болады (үшеуі ілгерлемелі қозғалыс, екеуі айналмалы қозғалыс үшін).
2.8.2 Термодинамиканың бірінші заңы
Термодинамикада көптеген тәжірибелер нәтижесінде анықталған ақиқаттардың ең сенімділері таңдалып алынады да логикалық қорытындылар арқылы дербес заңдар белгіленеді. Термодинамика дербес ғылым ретінде өзінің екі заңы анықталғаннан кейін пайда болды.

1-ші заңы: энергияның пайда болуы және жойылуы мүмкін емес.

2-ші заңы: нәтижесі тек жылудың жұмысқа айналуы болатын периодты процесс болмайды.

Жүйенің сырқы ортадан қабылдаған жылуы сыртқы күштерге қарсы істелінген жұмысқа және жүйенің ішкі энергиясын өсіруге жұмсалады:

(2.8.2.1)

мұндағы – жүйеге берілетін жылу, - ішкі энергияның өзгерісі, -жүйенің істейтін жұмысы.

Егер жүйеге жылу берілсе және сыртқы күштер жұмыс істесе, онда термодинамиканың бірінше заңы дәл былай жазылады:

(2.8.2.2)

- сыртқы күштердің жүйеге қарсы істейтін жұмысы.

Жылу және жұмыс - энергияның берілу түрі - процесс , ал ішкі энергия күй функциясы болып табылады. – толық дифференциал , ал мен толық дифференциал емес.

Цилиндрде поршень астында газ бар болсын (2.8.3.1 – сурет).

болады, - газ көлемінің өзгерісі, S – поршеннің табанының ауданы.