Сабак тақырыбы:Изопроцестер.Изопроцестердің графиктері.Дальтон заңы
Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екеуінің арасындағы сандық тәуелділікті айқындайтын заңдарды газ заңдары деп атайды.
Параметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер изопроцестер деп аталады. Изопроцестер табиғатта кең таралған және техникада жиі пайдаланылады.
1. Изотермиялық процесс. Ағылшын физигі Р.Бойль 1662 ж. және оған тәуелсіз француз физигі Э.Мариотт тәжірибе жүзінде тұрақты температура кезінде газдың берілген массасы үшін оның қысымының газ алып тұрған көлемге көбейтіндісі тұрақты шамаға тең болатынын тағайындады, яғни pV=const немесе p1V1= p2V2. Бұл заң Бойль–Мариотт заңы деп аталады.
2. Изобаралық процесс. Француз физигі Гей–Люссак 1802 ж. тәжірибе жүзінде тұрақты қысымда газдың берілген массасы көлемінің температураға сызықты тәуелді болатынын тағайындады, яғни немесе . Бұл заң Гей–Люссак заңы деп аталады.
3. Изохоралық процесс. Бұл процесті француз физигі Ж.Шарль зерттеген. 1787 ж. ол тәжірибе жүзінде тұрақты көлемде берілген газ массасының оның температурасына тура пропорционал болатынын тағайындады, яғни немесе . Бұл Шарль заңы.
Авогадро заңы Температуралары және қысымдары бірдей кез-келген газдардың бір молінің көлемдері де бірдей болады.
Қалыпты жағдайда ( ) кез-келген газдың 1 м3 көлемінде молекула болады. Бұл сан Лошмидт саны деп аталады.
Клапейрон теңдеуі. 1834 жылы француз ғалымы Клапейрон Бойль-Мариот және Гей-Люссак заңдарын біріктіре отырып, (р,Т,V) параметрлерінің үшеуі де өзгергенде жүретін процестерді сипаттайтын теңдеуді алды. Бұл теңдеу Клапейрон теңдеуі деп аталады.
Дальтон заңы
Қоспа газдардың қысымы Дальтон заңының көмегімен анықталады:
Қоспа газдардың қысымы қоспаны құрайтын жеке газдардың парциаль қысымдарының қосындысына тең болады:
Парциаль қысым деп қоспадағы басқа газдардың қысымын ескермеген жағдайдағы жеке газдардың түсіретін қысымын айтады. Қоспа газдарға Менделеев-Клапейрон теңдеуін қолдануға болады.
мұндағы: - қоспа газдың толық массасы, - қоспа газдың зат мөлшері, қоспа газдың мольдік массасы, - қоспа газдағы жеке газдардың үлесі.
Физикалық диктант
1. Больцман тұрақтысы мен Авагадро тұрақтысы NA-ның көбейтіндісін универсал газ ... деп атайды.
2. Идеал газ күйінің теңдеуі деп – тәуелділік негізінде жеткілікті сиретілген газдың берілген ... күйін сипаттайтын барлық үш макроскопиялық параметр ρ,V және T-ні байланыстыратын теңдеуді айтамыз
3. Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екі мәні арасындағы сандық тәуелділікті айқындайтын заңдарды ... атайды.
4. Параметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер ... деп аталады.
5. Изотермиялық процесс дегеніміз – температура тұрақты болғанда макроскопиялық денелердің термодинамикалық жүйесі ... өзгеру процесін айтамыз.
6. Тұрақты температурада газ қысымының көлемге тәуелділігі график түрінде ... деп аталады.
7. Изобаралық процесс деп – қысым тұрақты болғанда ... жүйе күйінің өзгеру процесі.
8. Изобаралық процесс күйіндегі заңды 1802 жылы француз ғалымы ...-... тәжірибе жүзінде тағайындап көрсеткен.
9. Изохоралық процесс дегеніміз- ол ... тұрақты болғанда термодинамикалық жүйе күйінің өзгеруі.
10. Егер газ көлемі өзгермесе массасы берілген газ үшін қысымның температураға қатысы тұрақты болады. Бұл заңды 1787 жылы француз физигі ... ашқан.
Адиабаттық процесс. Адиабаттық процесс деп – өте тез өтетін, сондықтан жүйе қоршаған ортамен жылу алмасып үлгіре алмайтын процесті айтамыз. Бұл процесс кезінде жүйе қоршаған ортаға жылу бермейді және сол ортадан жылу алмайды, сондықтан Q=0.
Адиабаттық процесті жүзеге асыру үшін міндетті түрде келсі шарттар орындалуы керек.
1. Газды, жылуды өткізбейтін, яғни жылу өткізгіштігі 0-ге тең, адиабаттық қабықта алу керек. Осындай адиабаттық қабық ретінде Дьюар ыдысы пайдаланылады. Ол арасындағы ауа әбден сорылып алынған қос қабырғалы ыдыс. Қабырғаларының арасындағы ауасыз кеңістік қалдық газдарды жұтып алатын арнайы ұнтақтармен /адсорбенттермен/ толтырылған. Сондықтан нақты жағдайда Дьюар ыдысының қабырғалары жылу өткізбейді. Осы ыдысқа мысал, кәдімгі күнделікті тұрмыста қолданылатын термос.
2. Адиабаттық процестер өте тез өтетін процестер, сондықтан қоршаған орта мен газ жылу алмастырып үлгермейді. Мысалы, велосипед дөңгелегіне насоспен ауа толтырғанда, насос қатты қызады. Әрине, үйкеліске қатысты қызуы болғанмен, ол өте аз. Насостың қатты қызуы ауаның адиабаттық сығылуына байланысты.
Термодинамиканың бірінші заңы. Адиабаттық процесс үшін термодинамиканың бірінші заңы мына формула бойынша анықталады:
Q=ΔU+А, мұндағы Q=0, ендеше А= - ΔU (5.35)
Осы теңдеуден ішкі энергияның кемуінің есебінен, газдың адиабаттық ұлғаюы кезінде оң жұмыс істелінеді: А>0. Бұл жағдайда температура төмендеп, ішкі энергияның өзгерісі теріс болады: ΔU<0.
Газдың адиабаттық сығылуы кезінде сыртқы күштердің жұмысы есебінен ішкі энергия артып /ΔU>0/, температура өседі, ал жұмыс теріс таңбалы /А<0/ болады.
Адиабаттық процестің жұмысын /5.35/ формуланы пайдаланып есептеуге болады.
фомула бойынша ішкі энергияның өзгерісін /5.35/-ке қоялық, сонда
немесе (5.36).
Үйге тапсырма:
1. Газдың тепе-теңдік күйі дегеніміз не?
2. Клапейрон арақатынасы неге күй теңдеуі бола алмайды?
3. Күй теңдеуі нені білдіреді?
4. Бір моль және кез келген массалы газ күйінің теңдеуі қалай жазылады?
5.Изопроцесс туралы түсінік.
6.Изохорлық процесс.7.Изобарлық процесс.
Достарыңызбен бөлісу: |