Заттардың молекула-кинетикалық ілімі



бет1/2
Дата27.06.2020
өлшемі179.4 Kb.
  1   2

Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік педагогикалық институты

СӨЖ

Тақырыбы: «Заттардың молекула-кинетикалық ілімі, Газ заңдары»


Орындаған:Мәдіханова О.

Қабылдаған:Абдукадиров Б.

Шымкент қ, 2016 ж
Заттардың молекула-кинетикалық ілімі
Молекулалық физика дегеніміз физиканың, заттың құрылысын және қасиеттерін молекула-кинетикалық деп аталатын теория тұрғысынан зерттейтін бөлім болып табылады. Молекула-кинетикалық теория тікелей тәжірибеде заттардың бақыланатын қасиеттерін( қысымын, температурасын және т.б.) молекулалардың қосынды әсерінің нәтижесі деп түсіндіруді мақсат етеді.Бұл үшін ол статистикалық әдісті пайдаланады, яғни жеке молекулалардың қозғалысына назар аудармай, тек бөлшектердің орасан зор жиынтығының қозғалысын сипаттайтын орташа шамаларды ғана пайдаланады. Сондықтан да оны кей жағдайда статистикалық физика деп те атайды.

Газ тәрізді заттарда молекулалар мен атомдар бірінен-бірі қашырақ орналасады.Өзара әсерлесу күші тек молекулалардың соқтығысуы кезінде пайда болады. Демек, ыдыстағы газ молекулаларының саны аз болса, олардың бірімен-бірі соқтығысу мүмкіндігі азаяды. Сиретілген газдардың қасиеттерін қарастырғанда олардағы молекулалық күштердің әсерін ескермеу керек. Олай дейтініміз молекулалардың мөлшері (диаметрі ) өте кішкентай болғандықтан оның көлемін ыдыс көлемімен салыстырғанда елемеуге болады. Мұндай газды идеал газ деп атайды. Басқаша айтқанда идеал газ деп молекулалар арасында өзара әсерлесу күштері болмайтын, жеке молекулалар көлемі ыдыс көлемімен салыстырғанда өте аз және молекулалар арасындағы соқтығысуы абсолют серпумду болатын газды айтады.

Газдардың өзі тұрған ыдысты тегіс толтырып тұратын және сол ыдыстың қабырғаларына қысым түсіретін қасиеті бар. Қысым сан жағынан алғанда ауданның бір өлшеу бірлігіне перпендикуляр бағытпен әсер ететін күшке тең физикалық шама болып табылады. Қысымды Р әрпімен белгілейді. Сонымен, егер S ауданға перпендикуляр бағытпен әсер ететін күш fn болса, онда Р қысымы мынаған тең:
(1)
CGS жүйесінде Р қысымы бармен өлшенеді: бар дегеніміз 1 см2 ауданға перпендикуляр бағытпен әсер ететін 1 дина күштің қысымы. БХЖ жүйесінде қысым бірлігіне 2 ауданға түсетін 1 Ньютон күштің қысымын алады, оны 1 Н/ м2 деп атайды.

Газдардың қалыпты жағдайлардағы, яғни температурасы 00C, қысымы 1 ат болған кездегі тығыздығы сұйықтардың тығыздығынан 1000 еседей кем болады. Сұйықтың молекулалары бір-біріне тығыз орналасқан, сондықтан газдардың молекулаларының бірінен-бірінің қашықтығы - дей, яғни олардың ара қашықтығы өздерінің өлшемдерінен ондаған еседей үлкен деп айтуға болады. Сонымен,

1.Газды бірінен-бірі барынша алыс орналасқан молекулалардың жиыны деп есептеуге болады

2.Молекулалар бір-бірімен немесе газ тұрған ыдыстың қабырғаларымен соқтығысқанға дейінгі аралықты еркін жүре отырып тәртупсіз қозғалады.

3.Молекулалардың өзара әсер күші соншама аз, тіпті оны ескермесе болады.

4.Молекулалардың бір-бірімен және ыдыстың қабырғаларымен соқтығысуына серпімді шарлардың соқтығысу заңы бойынша, энергия шығын болмайды.

5.Газды еркін және тәртіпсіз қозғалып жүрген серпімді молекула-шарлар тобы деп көрсететін механикалық модель газдардың негізгі қасиеттерін түсіндіруге мүмкіншілік береді.

Сонымен, жалпы алғанда моелкуланы кәдімгі кішкене бөлшек деп қарастыруға болады. Бірақ молекулалар біріне-бірі едәуір жақын тұратын өте үлкен қысымдарда немесе молекулалардың жылдамдықтарының өзі аз болатын өте төмен температураларда молекуланы қалыпты бөлшек деп қарастыруға болмайды.

Газды еркін қозғалып жүретін бөлшектердің жиыны ретінде көрсететін модель ең алдымен мыналарды қамтамасыз етуі қажет:

1.Газдардың өздері алып тұрған көлемге тегіс таралу қасиетін

2.Бірімен-бірі араласа алу, яғни диффузия қасиетін тікелей түсіндіруге мүмкіншілік беру

3.Молекулалардың соққылары газдың өзін қоршап тұрған ыдыстың қабырғаларына түсіретін қысымын туғызуын.

Газдардың ыдыс қабырғаларына түсіретін қысымын жеке молекулалардың соққыларының нәтижесі ретінде түсіндіру керек екендігін бірінші рет Петербург академигі Данил Бернулли айтқан болатын. 1744-1748 жылдары М.В. Ломоносов зат құрылысының атомдық-молекулалық теориясының дұрыс екендігін бірінші болып дәлелдеген, осы тұрғыдан көптеген құбылыстарды түсіндірді. Газдардың молекула-кинетикалық теориясын бір қатар әсіресе Клаузиус, Больцман және Максвелл тек XIX ғасырдың екінші жартысында ғана әрі қарай дамытты.

Молекулалардың ыдыс қабырғаларын соққылаудың нәтижесінде пайда болатын қысымды есептейік.



Молекула ыдыстың қабырғасын соққан кезде, ол оған сан мәні өз импульсінің өзгерісіне тең импульс береді. Қабырға бетінің әрбір элементіне көп мөлшерде молекулалар үздіксіз соғылады да, осының арқасында ол уақытта бетке нормаль бойынша бағытталған қорытқы импульс алады. Механикадан белгілі, -ның -ге қатынасы -ке әсер ететін күшті, ал осы күштің -ке қатынасы Р қысымды береді:
(2)
Енді ыдыстың қабырғасына соққан молекуланың оған беретін импульсін есептеп шығарайық. Ол үшін мыналарды ескерейік.

1. Қабырғаға соқтыққанға дейінгі молекуланың импульсы сыртқы нормаль бойымен -ке қарай бағытталған және -ге тең болады

2. Соқтығысқаннан кейін молекуланың импульсының таңбасы өзгереді.

3.Сөйтіп молекула импульсының өсімшесі мынаған тең:


(3)
4. уақытта элементіне дейін осы бағытта қозғалып келе жатқан барлық молекулалар келіп жетеді (1-сурет).

1-сурет
Бұл молекулалардың саны мынаған тең болады:


(4)
мұндағы – бірлік көлеміндегі молекулалар саны. Осыдан импульсті былай анықтаймыз :
(5)
импульстің уақытқа қатынасын алып, –ке әсер етуші күшті, газдың қысымын табамыз. Демек,
(6)
ескере отырып, қысымның өрнегін мына түрге келтіреміз:
(7)
Осы теңдеу газдардың кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі болып табылады.


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2




©engime.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет