Сабақ тақырыбы: Молекулалық-кинетикалық теорияның негiзгi ұғымдары
§ 1.3 Молекулалар арасындағы өзара әсерлесу күштерi. Сұйық, газ тәрiздес және қатты денелердiң құрылымы
жүктеу/скачать 431,79 Kb.
|
Презентация по физике на тему Молекулалық-кинетикалық теория негiздерi
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.4-сурет 1.4-сурет § 1.4 Газдың молекулалық-кинетикалық теориясының негiзгi теңдеуi Идеал газ
| § 1.3 Молекулалар арасындағы өзара әсерлесу күштерi. Сұйық, газ тәрiздес және қатты денелердiң құрылымы
Молекулалар қозғалыс кезiнде бiр-бiрiмен өзара тартылыс және тебiлiс әсерiнде болады. 1.3 суретте молекулалық өзара әсерлесу күштерiнiң таралуы молекулалар арасындығы r арақашықтықтан тәуелдiлiгi келтiрiлген. Тартылу және тебiлу күштерi r-дан тәуелдiлiгi әртүрлi, сондықтан олардың қорытқы күшi нөлден өзгеше. Белгiлi бiр r = r0 арақашықтықта тебiлу күшi арасында тепе-теңдiк орнайды. Молекулалардың диаметрiмен салыстырылатын бұл арақашықтық тепе-теңдiк жағдайына сәйкес келедi. r < r0 болғанда тебiлу күшi тартылу күшiнен басым болады. Сондықтан молекулалар бiр-бiрiне ене алмайды. Олардың арасындағы арақашықтық r > r0 өскен сайын, молекулалардың тартылуы тебiлуiн жеңе бастaйды. Олардың ыршып кетуiне жол бермейдi. r >> r0 кезiнде, молекуларалық күштердiң әсерi болмайды. 1.4 суретте молекулалардың Ep потенциалдық энергиясының r арақашықтықтан тәуелдiлiгi көрсетiлген. Орнықты тепе-теңдiк (r=r0) жағдайында өзара әсерлесетiн екi молекуладан тұратын жүйенiң потенциалдық энергиясы Ep0 минимумына жетедi. Ep0 шамасын потенциалдық шұңқырдың тереңдiгi деп аталады. Ek-ны Ep0-мен салыстыру заттың үш агрегаттық күйлерiн ажыратуға мүмкiндiк бередi: газ, сұйық, қатты күйi. Атап айтқанда: егер Ek >> Ep0, онда зат газ күйiнде, Ek<Ep0 кезiнде – қатты дене, ал Ek ≈ Ep0 – зат сұйық күйiнде болады. 1.4-сурет 1.4-сурет § 1.4 Газдың молекулалық-кинетикалық теориясының негiзгi теңдеуi Идеал газ деп молекулалардың өзара әсерлесуi ескерусiз аз шама болғанда айтады. Молекулалардың өзара әсерлесуi олардың соқтығысуы кезiнде серпiмдi ұрылуы түрiнде байқалады. Газ молекулалары барлық уақытта ретсiз жылулық қозғалыста болады, оның мөлшерлiк сипаттамасын молекуланың сызықты жылдамдығының орташа квадраты, дәлiрек айтқанда, кинетикалық энергиясының орта мәнi бередi. Жеке молекулалардың жылдамдықтары бiр-бiрiнен өзгеше болуы мүмкiн, бiрақ бұл жылдамдықтардың модулiнiң орташа мәнi белгiлi бiршама. Жеке молекулалардың жылдамдықтарын v1, v2, v3, . . . , vN арқылы белгiлеймiз. Сонда, жылдамдықтардың квадратының орташа мәнi келесi формуламен анықталады: , мұнда, N – газдағы молекулалардың жалпы саны. Екiншi жағынан . Қозғалыстың бейберекеттiгi әсерiнен молекулалардың барлық бағыттарда орынауыстыруы тең мүмкiндiкте. Сондықтан, жылдамдықтың проекциясының квадраттарының орташа мәндерi өзара тең: . Бұны ескере отырып, алатынымыз (1.10) Ендi идеал газдың ыдыс қабырғасына әсер ететiн күшiн табайық. Қоршаған ортаның қандайда бiр бетке әсерiнiң физикалық сипаттамасы – күш емес қысым болып есептеледi. Қысым деп бiрлiк ауданға нормаль бойымен әсер ететiн күштi айтады. Қысым p әрпiмен белгiленiп, анықтамасы бойынша мынаған тең: p=Fn/S, мұнда S – бет элементiнiң ауданы, ал Fn – бет элементiне перпендикуляр әсер ететiн күш шамасы (1.5 - сурет). Идеал газ жағдайында Fn нормаль күштiң шамасы келесi өрнекпен анықталады: (1.11) мұнда, n – газ молекуласының концентрациясы (бiрлiк көлемдегi молекулалар саны: n=N/V), m0 - молекула массасы. Бұл қатынастың қорытындысы. Газдың барлық молекулаларда vx жылдамдық мәнi бiрдей бола бермейдi, олай болса қабырғаға әсер ететiн күштiң уақыт бойынша орта мәнi v2x -қа емес, жылдамдықтарының орташа квадратына пропорционал: . (1.10)-шi формуланы ескере отырып, алаты-нымыз: Анықтамасы бойынша p = Fn/S . Бұдан шығаты-ны (1.12) Егер арқылы молекуланың iлгерлемелi қозғалысының орташа кинетикалық энергиясын белгiлесек: , онда (1.12) тең-деуiн басқаша түрде жазуға болады (1.13) (1.12) немесе (1.13) қатынастар газдардың молекулалық-кинетикалық теориясының негiзгi теңдеулерi болып табылады. Олар, тiкелей өлшенетiн, макроскоптық шама – қысымды қозғалыстағы молекулаларды сипаттайтын микропараметрлармен байланыстырады. жүктеу/скачать 431,79 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|