ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В011000 «Физика» мамандығы үшін
Идеал газдың молекулалық – кинетикалық теориясының (МКТ) негізгі теңдеуінің екі жағын да мольдік көлемге көбейтейік
жүктеу/скачать 1,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Халықаралық жүзградустік шкалада
- Температураның термодинамикалық шкаласында
- Тақырып
- Орташа арифметикалық жылдамдық
- Молекулалардың орташа квадраттық жылдамдығы
Идеал газдың молекулалық – кинетикалық теориясының (МКТ) негізгі теңдеуінің екі жағын да мольдік көлемге көбейтейік 
Менделеев-Клапейрон теңдеуінен шығатыны  .
Теңдеулердің оң жақтарын теңестіре отырып, алатынымыз  (11.1)
Жаңа тұрақтыны (Больцман тұрақтысы) енгізейік  , сонда ,  (11.2)
және  .
Қыздырылған және суытылған газ барлық басқа денелер сияқты өзінің температурасымен сипатталады. Сондықтан температура мен молекулалардың орташа кинетикалық энергиясының арасында байланыс бар деп айта аламыз. Ондай байланыс теңдеуі жоғарыда алынған.  (11.3)
Температураны тек жанама әдіспен ғана өлшеуге болады. Бұл әдіс тікелей және жанама өлшеулерге бағынатын дененің бірқатар физикалық қасиеттерінің температурадан тәуелділігіне негізделген . Мысалы, дененің температурасы өзгерген кезде оның ұзындығы, көлемі, тығыздығы, электр кедергісі, серпімділік қасиеттері қоса өзгереді. Оларды термометрлік шама деп атайды. Осы қасиеттердің кез-келгенінің өзгерісі температураны өлшеуге негіз болып табылады. Ол үшін термометрлік дене деп аталатын бір дене үшін берілген қасиеттің температурадан функционалды тәуелділігі белгілі болса жеткілікті. Термометрлік денелердің көмегімен құрылатын температуралық шкалаларды эмпирикалық деп атайды. 
11.1-сурет Халықаралық жүзградустік шкалада температура ºС-пен (Цельсия градусы) өлшенеді және t–мен белгіленеді. Қалыпты қысымда (1,01325·105 Па) мұздың еруі мен судың қайнау температуралары 0 ºС пен 100 ºС – қа тең деп есептелінеді. Температураның термодинамикалық шкаласында температура Кельвинмен (К) өлшенеді және Т– мен белгіленеді. Абсолют температура Т менжүзградустік шкала бойынша температураның арасындағы байланыс: Т=273,15+ t. Т=0(t=-273,150С)температураныңабсолют нөлі деп аталынады.. Механикалық жүйенің і еркіндік дәрежелерінің саны деп оның кеңістіктегі орны мен конфигурациясын анықтайтын тәуелсіз координаталардың санын айтады. Бір атомды молекула үшін і=3 , екі атомды молекула үшін і=5 , (3-ілгерілемелі, 2-айналмалы), үш атомды молекула үшін і=6(3- ілгерілемелі, 3—айналмалы).
Молекулалардың жылдамдықтары бойынша таратулалары Максвелл таратуларындағы негізгі жылдамдықтар Барометрлік формула Больцман таратылуы және теріс абсолюттік температура Максвелл және Больцман таратуларының эксперименттік дәлелденуі Жылдамдықтары белгілі v-дан v+∆v - ға дейінгі жылдамдықтың интервалында жататын газдың бірлік көлеміндегі ∆n молекулалардың санын іздеп көрелік. Оны мына түрде берейік 
мұнда – пропорционалдық коэффициент. Бұл коэффициент жылдамдыққа тәуелді  .
Сонда  , (10.3)
немесе  .
Бұл жерде  функциясы үлестірілу функциясы деп аталады. Шекке көше отырып мынаны аламыз:  .
Сонымен, үлестірілу функциясы – бірлік көлемнің ішіндегі газ молекулаларының кез-келген жылдамдықтың маңайында интервалында жататын жылдамдықты алу ықтималдылығы. Функцияның түрі былай беріледі 
(10.4) 
10.3-сурет  функциясы нормалық шартты қанағаттандырады:
Идеал газдың молекулаларының жылдамдықтар бойынша үлестірілу функциясы максимал болған кездегі жылдамдық, ең ықтимал жылдамдық деп аталады:  (10.5)
Орташа арифметикалық жылдамдық мына өрнектің көмегімен анықталады:  ,  . (10.6)
Молекулалардың орташа квадраттық жылдамдығы мына өрнектің көмегімен анықталады:  , (10.7)
. Молекула жылдамдықтары арасында мына байланыстар бар: 
Температура жоғарлаған кезде молекулалардың жылдамдықтар бойынша таралу функциясының максимумі оңға қарай жылжиды. Соған қарамастан қисықпен шектелген аудан тұрақты болып қалады. 
10.4-сурет жүктеу/скачать 1,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
жылдамдықтары - дан 
- ға дейінгі интервалда жататын газдың бірлік көлеміндегі молекулалардың үлесі.