Зертханалық жұмыс No5 (виртуалды) Молекулалардың еркін жүруін анықтау

Зертханалық жұмыс No5 (виртуалды)

 

Молекулалардың еркін жүруін анықтау (Броундық бөлшектер)

 

Жұмыстың мақсаты: броун бөлшектерінің орташа еркін жүруін анықтау және оның броун 

бөлшектерінің диаметріне және олардың концентрациясына тәуелділігін талдау.

 

 

Барысы:

 

 

1) 

Тиісті әдебиеттерді пайдаланып жұмыс формуласын енгізіңіз:

 

 

бөлшектердің тиімді диаметрі (біз геометриялық диаметрді қолданамыз);  n 

- 

бөлшектердің 

концентрациясы, және

 

мұндағы ρ 

- 

қысым;  T 

- 

абсолюттік температура;  k 

- 

Больцманның тұрақтысы

. 

2) 

Бөлшектердің санын және олардың диаметрін енгізіңіз.  Алдымен 25

-

ке тең бөлшектер 

санын және олардың диаметрі 350 шартты бірлікті енгізу ұсынылады.  Кіріс айналдыру жолағы 

арқылы жүзеге асырылады.

 

3)

«Старт» батырмасын басыңыз, содан кейін біраз күткеннен кейін «Dl.  үлгілер «(бөлшектерді 

іске қосқаннан кейін термодинамикалық тепе

-

теңдік күйі орнатылатындай уақытты күту керек, 

осылайша бөлшектер көлемге азды

-

көпті үлестіріледі, олардың қозғалысы хаотқа айналады.)

 

 4)

50 соқтығысудың орташа еркін жолын анықтаңыз (сәйкес есептегішті оқыңыз).  Ағымдағы 

бос жол көрші терезеде көрсетіледі.

 

 5)

Әр

 

түрлі диаметрлі бөлшектер үшін жоғарыда сипатталған тәжірибелерді орындаңыз (350

-

ден 100 шартты бірлікке дейінгі аралықта 5

-

6 мән).

 

6) 

Бөлшектер санының бірнеше мәні үшін сипатталған тәжірибелерді жүргізіңіз (25

-

тен 5

-

ке 

дейін).

 

7) 

Тәуелділік графиктерін құру

 

 8)

Басқа деректер: T = 1000K

 

9) 

Қашан екенін анықтаңыз

 

10) 

Тәжірибе нәтижелері кестелерде келтірілген.

 

Броундық

 

қозғалыс

, браундық қозғалыс —

 

сұйық

 

не

 

газ

 

ішіндегі ұсақ 

бөлшектердің қоршаған орта

 

молекулаларының

 

соққысы әсерінен болатын бей

-

берекет қозғалысы. Мұны 1827 жылы ағылшын ғалымы

 

Р.

 

Броун

 

(Браун) 

зерттеген.

 

Броундық қозғалыстың қарқындылығы уақытқа тәуелді емес. Бірақ ортаның 

температурасы жоғарылаған сайын және ортаның тұтқырлығы мен 

бөлшектердің мөлшері кеміген сайын Броундық қозғалыстың қарқындылығы 

артады. Броундық қозғалыстың толық теориясын 1905 —

 

06 жылы

 

А.

 

Эйнштейн

 

және поляк физигі

 

М.

 

Смолуховский

 

жасады. Броундық қозғалыстың 

болу себебі —

 

орта молекулаларының жылулық қозғалысы және бөлшектердің 

орта молекулаларымен соқтығысуы кезінде алатын импульстерінің теңгерілмеуі. 

Орта

 

молекулаларының

 

соққысы бөлшектерді бей

-

берекет қозғалысқа келтіріп, 

олардың жылдамдығының шамасы мен бағытын шапшаң өзгертіп отырады. Егер 

бөлшектердің орны бірдей қысқа уақыт аралықтарында тіркеліп отырса, онда 

бөлшектердің

 

траекториясы

 

күрделі екендігі байқалады

.