23 Билет.
Температура. Температураның абсолюттік шкаласы. Температураның орташа кинетикалық энергиямен байланысы
Температура-
хаосты жылулық қозғалыстың макроскопиялық
сипаттамасы,сондай-ақ жылудың денеде
сақталуының корсеткіші,өлшемі.Техникада
және күнделікті өмірде температураны
өлшеу үшін Цельсия (
)шкаласы қолданылады.Ал
физикада абсалюттік температуралық
(
)
шкаланы қолданған ыңғайлы.
-абсалюттік
температураның
-Цельсия
шкаласы бойынша алынған температуаның
байланысын мына қатынаспен көруге
болады:
Абсалюттік
температураның өлшем бірлігі Кельвин
д аталады(
)
ал халықаралық практикалық температураны
Цельсия градусында өлшейді.(
еп).
температураны абсалюттік ноль деп
атайды.
Ал енди абсалюттік температура мен молекуланың орташа кинетикалық энергиясының арасындағы байланысты қарастырайық.
(1)
-бұл
молекула-кинетикалық теорияның негізгі
теңдеуі.Теңдеудің аламында бөлімінде
көбейтейік
(2) бұл жердегі
-бір
молекуланың ілгермелі қозғалысының
орташа кинетикалық энергиясы.Сонда
біздің (2) теңдеуіміз мына түрге
келеді
(3)біз
білеміз (4)
қысым мен абсалют температураны
байланыстыратын идеал газ күйінің
теңдеуі.(3) және (4) теңдеуді теңестіре
отырып
-ны
табатын болсақ
міне енди біз осы теңдік арқылы біз өте
маңызды қорытындыға келдик, молекуланың
абсалюттік температурасы бір молекуланың
ілгермелі қозғаласының орташа кинетикалық
энергиясына тура пропорционал.
24 Билет.
Идеал газ үлгісі. Газдардың молекула кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі
Идеал газ деп бiр-бiрiмен əсерлеспейтiн, еркiн, хаостық қозғалыстағы молекулалар жүйесiн айтады. Идеал газдардың бөлшектерiнiң əсерлесуi тек олардың серпiмдi соқтығыстары деп қарастырылады.
Идеал газ бөлшектерi – мөлшерлерi, олардың ара қашықтығынан көп кем, қатты шариктер тəрiздi деп қабылданған. Бiр соқтығыс пен келесi соқтығысудың арасындағы уақыт екi бөлшектiң соқтығысуына кететiн уақыттан көп үлкен. Демек бөлшектер негiзiнен бiрқалыпты, түзу сызықты қозғалыста болады.
Ретсіз қозғалыс нəтижесiнде идеал газ бөлшектерi жиi соқтығысады жəне мынадай
құбылыстар байқалған.
Бiрiншiден, соқтығысқаннан кейiн жан жаққа шашыраған бөлшектер бiрте-бiрте кеңiстiкте таралып, үлкен көлемдi алып жатады.
Екiншiден, идеал газ бөлшектерi соқтығысулар нәтижесiнде бiрiмен бiрi энергия алмасады,берiлген көлемде жылдамдықтары мен координаттарын үзiлiссiз өзгертедi. Сондықтан, сыртқы параметрлер өзгерiссiз болғанда газ тепе-теңдiк қалыпта болады, бұл қалыпта оған бөлшектердiң кеңiстiкте, жылдамдық жəне бағыт бойынша белгiлi бiр үлестiрулерi сəйкес келедi.
Сыртқы əсер күштерi жоқ болса, идеал газ тепе-теңдiк қалыпта болады, оның бөлшектерi берiлген көлемде тұрақты тығыздықпен орналасады. Белгiлi бiр V көлемдегi бөлшектер саны
n = V·n0
мұнда n0 – көлем бiрлiгiндегi бөлшектер саны.
Тепе-теңдiк қалыптағы газда бөлшектер жылдамдықтары бойынша да белгiлi бiр заңдылық бойынша үлестiрiледi Бұл жағдайда бөлшектердiң орташа жылдамдығы жəне əртүрлi бағытта қозғалатын бөлшектер саны тұрақты болады.
Идеал газ радиусы R шар тəрiздi ыдыста орналассын.
Сонда
көлемiндегi
N бөлшектер
4R2
бетiне
P1
қысыммен
əсер етедi.
Ендi
газды
қысып
оны радиусы
R/2
көлемі
болатын күйге жеткiзейiк. Егер бөлшектердiң жылдамдықтары тұрақты болса, онда N бөлшектiң
соқтығысуы төрт есе кем бетке сəйкес келедi,
демек қысым 4 есе артуы керек. Екiншi жағынан, көлемнiң кiшiруiне байланысты бөлшектердiң бiр соқтығыстан келесi соқтығысқа дейiн жүретiн орташа жолы екi есе кемидi, бұл уақыт бiрлiгi iшiнде болатын соқтығысулар санының екi есе артуына ұшыратады. Сонымен идеал газдың көлемi 8 есе азайғанда, қысым сегiз есе артады. Бұл бұрыннан белгiлi Бойль – Мариотт заңы
P1V1 = P2V2
Қарастырылған идеал газ моделi көптеген жағдайда нақты газдардың негiзгi қасиеттерiн
түсiндiре алады.
Менделеев клапейрон теңдеуінен молекула кинетикалық теңдеуін(МКТ) алуға болады.(P=nkT)
n=N/V P=N/VkT немесе PV=NkT
