Ma'lumki, tabiatdagi ko'plab moddalar uchta agregatsiya holatida bo'lishi mumkin: qattiq, suyuq Va gazsimon.

Turli agregatsiya holatlaridagi materiyaning xossalari haqidagi ta’limot moddiy olamning atom-molekulyar tuzilishi haqidagi g‘oyalarga asoslanadi. Modda tuzilishining molekulyar-kinetik nazariyasi (MKT) uchta asosiy tamoyilga asoslanadi:

• Barcha moddalar mayda zarrachalardan (molekulalar, atomlar, elementar zarralar), ular orasida bo'shliqlar mavjud;
• zarralar uzluksiz termal harakatda;
• materiya zarralari o'rtasida o'zaro ta'sir kuchlari mavjud (tortishish va itarish); bu kuchlarning tabiati elektromagnitdir.

Bu shuni anglatadiki, moddaning agregatsiya holati bog'liq nisbiy pozitsiya molekulalar, ular orasidagi masofa, ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari va ularning harakat tabiati.

Moddaning zarralari orasidagi o'zaro ta'sir qattiq holatda eng aniq namoyon bo'ladi. Molekulalar orasidagi masofa taxminan ularning o'lchamlariga teng. Bu juda kuchli o'zaro ta'sirga olib keladi, bu zarrachalarning harakatlanishini amalda imkonsiz qiladi: ular ma'lum bir muvozanat pozitsiyasi atrofida tebranadi. Ular shakli va hajmini saqlab qolishadi.

Suyuqliklarning xossalari ularning tuzilishi bilan ham izohlanadi. Suyuqlikdagi moddalar zarralari qattiq jismlarga qaraganda kamroq intensiv o'zaro ta'sir qiladi va shuning uchun o'z joylashuvini keskin o'zgartirishi mumkin - suyuqliklar o'z shaklini saqlamaydi - ular suyuqlikdir. Suyuqliklar hajmni saqlaydi.

Gaz - bu bir-biridan mustaqil ravishda barcha yo'nalishlarda tasodifiy harakatlanadigan molekulalar yig'indisidir. Gazlar o'z shakliga ega emas, ularga berilgan butun hajmni egallaydi va osongina siqiladi.

Moddaning yana bir holati bor - plazma. Plazma qisman yoki to'liq ionlangan gaz bo'lib, unda musbat va manfiy zaryadlarning zichligi deyarli tengdir. Etarlicha kuchli qizdirilganda, har qanday modda bug'lanadi va gazga aylanadi. Agar siz haroratni yanada oshirsangiz, termal ionlanish jarayoni keskin kuchayadi, ya'ni gaz molekulalari o'zlarining tarkibiy atomlariga parchalana boshlaydi, keyin esa ionlarga aylanadi.

Ideal gaz modeli. Bosim va o'rtacha kinetik energiya o'rtasidagi bog'liqlik.

Moddaning xatti-harakatlarini tartibga soluvchi naqshlarni aniqlashtirish gazsimon holat, haqiqiy gazlarning ideallashtirilgan modeli ko'rib chiqiladi - ideal gaz. Bu molekulalari deb hisoblanadigan gaz moddiy nuqtalar, masofadan turib bir-biri bilan ta'sir o'tkazmaslik, balki to'qnashuvlar paytida bir-biri bilan va idishning devorlari bilan o'zaro ta'sir qilish.

Ideal gaz – Bu gaz bo'lib, uning molekulalari orasidagi o'zaro ta'sir ahamiyatsiz. (Ek>>Er)

Ideal gaz - bu biz tabiatda kuzatadigan gazlarni tushunish uchun olimlar tomonidan ixtiro qilingan model. U hech qanday gazni tasvirlay olmaydi. Gaz kuchli siqilganda, gaz suyuq holatga o'tganda qo'llanilmaydi. Haqiqiy gazlar molekulalar orasidagi o'rtacha masofa ularning o'lchamlaridan ko'p marta katta bo'lsa, ideal gazlar kabi harakat qiladi, ya'ni. etarlicha katta vakuumlarda.

Ideal gazning xususiyatlari:

1. molekulalar orasidagi masofa molekulalarning o'lchamidan ancha katta;
2. gaz molekulalari juda kichik va elastik sharlardir;
3. tortishish kuchlari nolga intiladi;
4. gaz molekulalari orasidagi o'zaro ta'sirlar faqat to'qnashuv paytida sodir bo'ladi va to'qnashuvlar mutlaqo elastik hisoblanadi;
5. bu gazning molekulalari tasodifiy harakat qiladi;
6. Nyuton qonunlari bo'yicha molekulalarning harakati.

Gazsimon moddaning ma'lum bir massasining holati bir-biriga bog'liq bo'lgan jismoniy miqdorlar bilan tavsiflanadi, deyiladi davlat parametrlari. Bularga kiradi hajmiV, bosimpva haroratT.

Gaz hajmi bilan belgilanadi V. Ovoz balandligi gaz har doim u egallagan idishning hajmiga to'g'ri keladi. SI hajmi birligi m 3.

Bosim– jismoniy miqdor, nisbatga teng kuchF, unga perpendikulyar sirt elementiga, maydonga ta'sir qiladiSbu element.

p = F/ S SI bosim birligi paskal[Pa]

Hozirgacha tizimli bo'lmagan bosim birliklari qo'llaniladi:

texnik muhit 1 da = 9,81-104 Pa;

jismoniy atmosfera 1 atm = 1,013-105 Pa;

millimetr simob 1 mm Hg Art. = 133 Pa;

1 atm = = 760 mm Hg. Art. = 1013 hPa.

Gaz bosimi qanday paydo bo'ladi? Har bir gaz molekulasi o'zi joylashgan idishning devoriga urilib, qisqa vaqt ichida ma'lum bir kuch bilan devorga ta'sir qiladi. Devorga tasodifiy ta'sirlar natijasida barcha molekulalar tomonidan devorning birlik maydoniga ta'sir qiladigan kuch vaqt o'tishi bilan ma'lum (o'rtacha) qiymatga nisbatan tez o'zgaradi.

Gaz bosimimolekulalarning gazni o'z ichiga olgan idish devorlariga tasodifiy ta'siri natijasida yuzaga keladi.

Ideal gaz modelidan foydalanib, biz hisoblashimiz mumkin tomir devoridagi gaz bosimi.

Molekulaning tomir devori bilan o'zaro ta'sirida ular o'rtasida Nyutonning uchinchi qonuniga bo'ysunadigan kuchlar paydo bo'ladi. Natijada proyeksiya y x devorga perpendikulyar bo'lgan molekulyar tezlik o'z belgisini teskari tomonga o'zgartiradi va proyeksiya y y devorga parallel tezlik o'zgarishsiz qoladi.

Bosimni o'lchaydigan asboblar deyiladi bosim o'lchagichlari. Bosim o'lchagichlar uning sezgir elementi (membrana) yoki boshqa bosim qabul qilgichning birlik maydoni uchun vaqt-o'rtacha bosim kuchini qayd qiladi.

Suyuqlik bosim o'lchagichlari:

1. ochiq - atmosfera ustidagi kichik bosimlarni o'lchash uchun
2. yopiq - atmosfera ostidagi kichik bosimlarni o'lchash uchun, ya'ni. kichik vakuum

Metall bosim o'lchagich- yuqori bosimlarni o'lchash uchun.

Uning asosiy qismi kavisli A trubkasi bo'lib, uning ochiq uchi B trubkasiga lehimlangan, u orqali gaz oqadi va yopiq uchi o'q bilan bog'langan. Gaz jo‘mrak va trubka B orqali A trubkaga kiradi va uni egilmaydi. Quvurning bo'sh uchi, harakatlanuvchi, uzatish mexanizmini va ko'rsatgichni harakatga keltiradi. Shkala bosim birliklarida graduslanadi.

Ideal gazning molekulyar-kinetik nazariyasining asosiy tenglamasi.

MKTning asosiy tenglamasi: ideal gazning bosimi molekula massasi, molekulalar konsentratsiyasi va molekulalar tezligining o'rtacha kvadratiga proportsionaldir.

p= 1/3m 0· n·v 2

m 0 - bitta gaz molekulasining massasi;

n = N/V - birlik hajmdagi molekulalar soni yoki molekulalarning kontsentratsiyasi;

v 2 - molekulalar harakatining o'rtacha kvadrat tezligi.

O'rtacha kinetik energiyadan beri oldinga siljish molekulalar E = m 0 *v 2 /2, keyin asosiy MKT tenglamasini 2 ga ko'paytiramiz, biz p = 2/3 n (m 0 v 2)/2 = 2/3 E n ni olamiz.

p = 2/3 E n

Gaz bosimi gazning birlik hajmidagi molekulalarning translatsiya harakatining o'rtacha kinetik energiyasining 2/3 qismiga teng.

m 0 n = m 0 N/V = m/V = r bo'lgani uchun, bu erda r - gaz zichligi, biz bor p= 1/3· r·v 2

Birlashgan gaz qonuni.

Gaz holatini aniq tavsiflovchi makroskopik miqdorlar deyiladigazning termodinamik parametrlari.

Gazning eng muhim termodinamik parametrlari uninghajmiV, bosim p va harorat T.

Gaz holatining har qanday o'zgarishi deyiladitermodinamik jarayon.

Har qanday termodinamik jarayonda uning holatini belgilovchi gaz parametrlari o'zgaradi.

Jarayonning boshida va oxirida ma'lum parametrlarning qiymatlari o'rtasidagi bog'liqlik deyiladigaz qonuni.

Barcha uchta gaz parametrlari orasidagi munosabatni ifodalovchi gaz qonuni deyiladibirlashgan gaz qonuni.

p = nkT

Nisbat p = nkT gaz bosimini uning harorati va molekula kontsentratsiyasi bilan bog'lash ideal gaz modeli uchun olingan bo'lib, uning molekulalari bir-biri bilan va idish devorlari bilan faqat elastik to'qnashuvlar paytida o'zaro ta'sir qiladi. Bu munosabat gaz hajmining makroskopik parametrlari o'rtasida bog'lanishni o'rnatib, boshqa shaklda yozilishi mumkin V, bosim p, harorat T va moddaning miqdori n. Buning uchun tengliklardan foydalanish kerak

Bu erda n - molekulalarning konsentratsiyasi, N - molekulalarning konsentratsiyasi umumiy soni molekulalar, V - gaz hajmi

Keyin biz yoki

Doimiy gaz massasida N o'zgarmaganligi sababli, Nk - doimiy raqam, anglatadi

Gazning doimiy massasida hajm va bosimning ko'paytmasi gazning mutlaq haroratiga bo'linadi, bu gaz massasining barcha holatlari uchun bir xil qiymatga ega.

Gazning bosimi, hajmi va harorati o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatuvchi tenglama 19-asr o'rtalarida fransuz fizigi B. Klapeyron tomonidan olingan va uni ko'pincha deyiladi. Kleyperon tenglamasi.

Klayperon tenglamasini boshqa shaklda yozish mumkin.

p = nkT,

shuni hisobga olgan holda

Bu yerga N– idishdagi molekulalar soni, n – moddaning miqdori, N A - Avogadro doimiysi, m- idishdagi gaz massasi; M – molyar massa gaz Natijada biz quyidagilarni olamiz:

Avogadro doimiysi N A ko'paytmasiBoltsman doimiysik deyiladi universal (molyar) gaz doimiysi va harf bilan belgilanadi R.

Uning raqamli qiymat SIda R= 8,31 J/mol K

Nisbat

chaqirdi ideal gaz holati tenglamasi.

Biz olgan shaklda uni birinchi marta D.I.Mendeleyev yozib olgan. Shuning uchun gazning holat tenglamasi deyiladi Klapeyron-Mendeleyev tenglamasi.`

Har qanday gazning bir moli uchun bu munosabat quyidagi shaklni oladi: pV=RT

Keling, o'rnatamiz jismoniy ma'no molyar gaz konstantasi. Faraz qilaylik, ma'lum bir silindrda E temperaturada piston ostida 1 mol gaz bo'lib, uning hajmi V. Agar gaz izobar tarzda (o'zgarmas bosimda) 1 K ga qizdirilsa, u holda porshen bir darajaga ko'tariladi. balandligi Dh, gaz hajmi esa DV ga oshadi.

Keling, tenglamani yozamiz pV=RT isitiladigan gaz uchun: p (V + DV) = R (T + 1)

va bu tenglikdan gazning qizdirilgunga qadar holatiga mos keladigan pV=RT tenglamasini ayirish kerak. Biz pDV = R olamiz

DV = SOh, bu erda S - silindr asosining maydoni. Olingan tenglamaga almashtiramiz:

pS = F - bosim kuchi.

Biz FDh = R ni olamiz va kuch va piston harakati FDh = A ko'paytmasi bu kuch tomonidan bajarilgan pistonni harakatga keltirish ishidir. tashqi kuchlar gaz kengayganda.

Shunday qilib, R = A.

Universal (molyar) gaz konstantasi son jihatdan 1 mol gazni izobar tarzda 1 K ga qizdirganda bajargan ishiga teng.

• Molekulalarning shakli va tuzilishi ancha murakkab. Ammo keling, ularni kichik to'plar shaklida tasavvur qilishga harakat qilaylik. Bu bizga mexanika qonunlarini molekulalarning tomir devorlariga urish jarayonini tavsiflashda qo'llash imkonini beradi, xususan, Nyutonning ikkinchi qonuni.
• Biz gaz molekulalari bir-biridan etarlicha katta masofada joylashgan deb faraz qilamiz, shuning uchun ular orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari ahamiyatsiz. Agar zarralar o'rtasida o'zaro ta'sir kuchlari bo'lmasa, o'zaro ta'sirning potentsial energiyasi mos ravishda nolga teng.. Keling, ushbu xususiyatlarga mos keladigan gazni chaqiraylik mukammal .
• Ma'lumki gaz molekulalari turli tezlikda harakat qiladi. Biroq, molekulalarning harakat tezligini o'rtacha va keling, ularni bir xil deb hisoblaymiz.
• Aytaylik, molekulalarning tomir devorlariga ta'siri mutlaqo elastikdir (molekulalar zarba paytida o'zini plastilin bo'lagi kabi emas, balki rezina sharlar kabi tutadi). Bunday holda, molekulalarning tezligi faqat yo'nalish bo'yicha o'zgaradi, lekin kattaligi bo'yicha bir xil bo'lib qoladi. U holda har bir molekulaning zarba paytida tezligining o'zgarishi -2y ga teng.

Bunday soddalashtirishlarni kiritib, biz idishning devorlariga gaz bosimini hisoblaymiz.

Kuch ko'p molekulalardan devorga ta'sir qiladi. Uni bitta molekula qismiga ta'sir qiluvchi kuchning ko'paytmasi sifatida idishda shu devor yo'nalishi bo'yicha harakatlanadigan molekulalar soniga ko'ra hisoblash mumkin. Kosmos uch o'lchovli bo'lgani uchun va har bir o'lchov ikki yo'nalishga ega: ijobiy va salbiy, biz barcha molekulalarning oltidan bir qismi (agar ular ko'p bo'lsa) bitta devor yo'nalishi bo'yicha harakat qiladi deb taxmin qilishimiz mumkin: N = N 0/6 .

Bir molekula devorga ta'sir qiladigan kuch molekulaga devordan ta'sir qiladigan kuchga teng. Devordan molekulaga ta'sir etuvchi kuch bir molekula massasining devorga urilganda olgan tezlanishining ko'paytmasiga teng:

F" = m 0 a.

Tezlanish - bu tezlik o'zgarishining ushbu o'zgarish sodir bo'lgan vaqtga nisbati bilan aniqlangan jismoniy miqdor: a = Dy / t.

Tezlikning o'zgarishi molekulaning zarbadan oldingi tezligining ikki barobariga teng: Dy = -2y.

Agar molekula o'zini rezina to'p kabi tutsa, zarba jarayonini tasavvur qilish qiyin emas: molekula zarbadan keyin deformatsiyalanadi. Siqish va dekompressiya jarayoni vaqt talab etadi. Molekula tomir devoriga ta'sir qilganda, undan l = yt dan uzoq bo'lmagan masofada joylashgan ma'lum miqdordagi molekulalar ikkinchisini urishga muvaffaq bo'ladi. (Masalan, nisbatan aytganda, molekulalar 100 m/s tezlikka ega boʻlsin. Taʼsir 0,01 s davom etadi. Keyin bu vaqt ichida undan 10, 50, 70 sm masofada joylashgan molekulalar devorga yetib borishga ulguradilar. va bosimga hissa qo'shing, lekin 100 sm dan oshmasligi kerak).

Idishning hajmini V = lS ni ko'rib chiqamiz.

Barcha formulalarni asl formulaga almashtirib, biz tenglamani olamiz:

bu yerda: bir molekulaning massasi, molekulalar tezligi kvadratining o'rtacha qiymati, N - V hajmdagi molekulalar soni.

Keling, hosil bo'lgan tenglamaga kiritilgan miqdorlardan biri haqida ba'zi tushuntirishlar beraylik.

Molekulalarning harakati xaotik bo'lgani uchun va idishda molekulalarning imtiyozli harakati yo'q, ularning o'rtacha tezligi nolga teng. Ammo bu har bir alohida molekulaga taalluqli emasligi aniq.

Ideal gazning idish devoridagi bosimini hisoblash uchun molekulalar tezligining x-komponentining o‘rtacha qiymati emas, balki tezlik kvadratining o‘rtacha qiymati qo‘llaniladi.

Ushbu miqdorning kiritilishi yanada tushunarli bo'lishi uchun raqamli misolni ko'rib chiqaylik.

To'rt molekula tezligi 1, 2, 3, 4 arb bo'lsin. birliklar

Molekulalarning o'rtacha tezligining kvadrati quyidagilarga teng:

Tezlik kvadratining o'rtacha qiymati:

Kvadrat tezlikning x, y, z o'qlaridagi proektsiyalarining o'rtacha qiymatlari nisbati bo'yicha kvadrat tezlikning o'rtacha qiymatiga bog'liq.

Savol 1

AKTning asosiy qoidalari va ularning eksperimental asoslanishi.?

1. Barcha moddalar molekulalardan iborat, ya'ni. diskret tuzilishga ega, molekulalar bo'shliqlar bilan ajralib turadi.

2. Molekulalar uzluksiz tasodifiy (xaotik) harakatda.

3. Tananing molekulalari o'rtasida o'zaro ta'sir kuchlari mavjud.

Braun harakati?.

Broun harakati - gazda muallaq turgan zarrachalarning uzluksiz tasodifiy harakati.

Molekulyar o'zaro ta'sir kuchlari?

Molekulalar o'rtasida bir vaqtning o'zida tortishish va itarish ta'sir qiladi. Molekulalarning o'zaro ta'sirining tabiati elektromagnitdir.

Molekulalarning kinetik va potensial energiyasi?

Atomlar va molekulalar o'zaro ta'sir qiladi va shuning uchun potentsial energiyaga ega E p.

Molekulalar bir-birini qaytarganda potentsial energiya ijobiy, molekulalar tortganda esa manfiy hisoblanadi.

2-savol

Molekulalar va atomlarning o'lchamlari va massalari

Har qanday modda zarrachalardan iborat, shuning uchun v (nu) moddaning miqdori zarrachalar soniga proportsional deb hisoblanadi, ya'ni. strukturaviy elementlar tanada mavjud.

Moddaning miqdor birligi mol hisoblanadi. Mol - har qanday moddaning 12 g C12 uglerodida atomlar bo'lgan bir xil miqdordagi strukturaviy elementlarni o'z ichiga olgan moddaning miqdori. Moddaning molekulalari sonining modda miqdoriga nisbati Avogadro doimiysi deyiladi:

N A =N/v(yalangʻoch); N A =6,02*10 23 mol -1

Avogadro doimiysi moddaning bir molida qancha atom va molekula borligini ko'rsatadi. Molyar massa - bir mol moddaning massasi, moddaning massasining moddaning miqdoriga nisbatiga teng:

Molyar massa kg/mol da ifodalanadi. Molyar massani bilib, siz bitta molekulaning massasini hisoblashingiz mumkin:

m 0 =m/N=m/v(nu)N A =M/N A

O'rtacha vazn molekulalar odatda aniqlanadi kimyoviy usullar, Avogadro doimiysi bir necha tomonidan yuqori aniqlik bilan aniqlangan jismoniy usullar bilan. Molekulalar va atomlarning massalari mass-spektrograf yordamida sezilarli darajada aniqlik bilan aniqlanadi.

Molekulalarning massalari juda kichik. Masalan, suv molekulasining massasi: m=29,9*10 -27

Molyar massa Mg ning nisbiy molekulyar massasi bilan bog'liq. Qarindosh molekulyar massa- bu ma'lum bir moddaning molekulasi massasining C12 uglerod atomi massasining 1/12 qismiga nisbatiga teng qiymat. Agar ma'lum bo'lsa kimyoviy formula modda, keyin davriy jadval yordamida uning nisbiy massasini aniqlash mumkin, bu kilogrammda ifodalanganda ushbu moddaning molyar massasini ko'rsatadi.

Avogadro raqami

Avogadro soni, Avogadro doimiysi fizik doimiy bo'lib, son jihatdan belgilangan soniga teng. tuzilmaviy birliklar(atomlar, molekulalar, ionlar, elektronlar yoki boshqa zarralar) 1 mol moddada. Uglerod-12 sof izotopining 12 grammida (aniq) atomlar soni sifatida aniqlanadi. Odatda N A, kamroq L sifatida belgilanadi

N A = 6,022 140 78(18)×10 23 mol -1.

Mollar soni

Mol (belgi: mol, xalqaro: mol) - moddaning miqdorini o'lchash birligi. N A zarralarini (molekulalar, atomlar, ionlar yoki boshqa bir xil strukturaviy zarralar) o'z ichiga olgan moddaning miqdoriga mos keladi. N A - Avogadro doimiysi, 12 gramm uglerod nuklidi 12C tarkibidagi atomlar soniga teng. Shunday qilib, har qanday moddaning bir molidagi zarrachalar soni doimiy va Avogadro N A soniga teng.

Molekulalarning tezligi

Materiya holati

Agregat holati - ma'lum bir xususiyat bilan tavsiflangan materiya holati sifat xususiyatlari: hajm va shaklni saqlab qolish qobiliyati yoki qobiliyatsizligi, uzoq va qisqa masofali tartibning mavjudligi yoki yo'qligi va boshqalar. Agregat holatining o'zgarishi erkin energiya, entropiya, zichlik va boshqa asosiy jismoniy xususiyatlarning keskin o'zgarishi bilan birga bo'lishi mumkin.

Agregatsiyaning uchta asosiy holati mavjud: qattiq, suyuqlik va gaz. Ba'zida plazmani agregatsiya holati sifatida tasniflash mutlaqo to'g'ri emas. Agregatsiyaning boshqa holatlari ham mavjud, masalan, suyuq kristallar yoki Bose-Eynshteyn kondensati.

3-savol

Ideal gaz, gaz bosimi

Ideal gaz - bu molekulalar o'rtasida o'zaro ta'sir kuchi bo'lmagan gaz.

Gaz bosimi molekulalar orasidagi to'qnashuv natijasida yuzaga keladi. Bitta sirtdagi sekundiga bosim kuchiga gaz bosimi deyiladi.

P - gaz bosimi [pa]

1 mm Hg Art. =133 Pa

P 0 (ro)=101325 Pa

P= 1/3*m 0 *n*V 2-MKT ning asosiy tenglamasi

n – molekulalarning konsentratsiyasi [m -3 ]

n=N/V- molekulalarning konsentratsiyasi

V 2 - ildiz o'rtacha kvadrat tezligi

P= 2/3*n*E K asosiy tenglamalar

P= n*k*T MKT

E K - kinetik energiya

EK = 3/2kT(kT-kotE)

Ideal gazning bosimi qanday o'zgaradi?

Ideal gaz gazning fizik modelidir. Ushbu model amalda molekulalarning bir-biri bilan o'zaro ta'sirini hisobga olmaydi. U gazlarning harakatini matematik nuqtai nazardan tasvirlash uchun ishlatiladi. Ushbu model quyidagi gaz xususiyatlarini o'z ichiga oladi:

• molekulalarning kattaligi molekulalar orasidagi masofadan kattaroqdir;
• molekulalar dumaloq sharlardir;
• Molekulalar bir-biridan va tomir devorlaridan faqat to'qnashuvdan keyin itariladi. To'qnashuvlar mukammal elastik;
• molekulalar Nyuton qonunlariga muvofiq harakat qiladi.

Ideal gazning bir necha turlari mavjud:

• klassik;
• kvant (haroratning pasayishi va molekulalar orasidagi masofaning ortishi sharoitida ideal gazni ko'rib chiqadi);
• tortishish maydonida (gravitatsion maydonda ideal gazning xususiyatlarining o'zgarishini hisobga oladi).

Quyida biz klassik ideal gazni ko'rib chiqamiz.

Ideal gaz bosimini qanday aniqlash mumkin?

Barcha ideal gazlarning fundamental bog’liqligi Mendeleyev-Klapeyron tenglamasi yordamida ifodalanadi.

PV=(m/M).RT [Formula 1]

• P - bosim. O'lchov birligi: Pa (Paskal)
• R=8,314 universal gaz doimiysi. O'lchov birligi - (J/mol.K)
• T - harorat
• V - hajm
• m - gaz massasi
• M - gazning molyar massasi. O'lchov birligi - (g / mol).

P = nkT [Formula 2]

Formula 2 ideal gazning bosimi molekulalarning konsentratsiyasiga va haroratga bog'liqligini ko'rsatadi. Agar ideal gazning xususiyatlarini hisobga olsak, u holda n formula bilan aniqlanadi:

n = mNa/MV [Formula 3]

• N - idishdagi molekulalar soni
• N a - Avogadro doimiysi

3-formulani 2-formulaga almashtirib, biz quyidagilarni olamiz:

• PV = (m/M)Na kT [Formula 4]
• k*N a = R [Formula 5]

Mendeleyev-Klapeyron tengligida R doimiysi bir mol gaz uchun doimiydir (esda tuting: doimiy bosim va haroratda 1 mol turli gazlar bir xil hajmni egallaydi).

Endi ideal gaz uchun bosim tenglamasini chiqaramiz

m/M = n [Formula 6]

• bu erda n - moddaning miqdori. O'lchov birligi: mol

Biz ideal gaz bosimi tenglamasini olamiz, formula quyida keltirilgan:

P=nRT/V [Formula 7]

• bu erda P - bosim. O'lchov birligi: Pa (Paskal)
• R= 8.314 - universal gaz doimiysi. O'lchov birligi - (J/mol.K)
• T - harorat
• V - hajm.

Ideal gazning bosimi qanday o'zgaradi?

Tenglikni 7 tahlil qilib, ideal gazning bosimi harorat va konsentratsiyaning o'zgarishiga mutanosib ekanligini ko'rishimiz mumkin.

Ideal gaz holatida u bog'liq bo'lgan barcha parametrlarning o'zgarishi mumkin va ularning ba'zilaridagi o'zgarishlar ham mumkin. Keling, eng mumkin bo'lgan vaziyatlarni ko'rib chiqaylik:

• Izotermik jarayon. Bu jarayon undagi harorat doimiy bo'lishi bilan tavsiflanadi (T = const). Agar 1-tenglamaga o'zgarmas haroratni qo'ysak, P*V mahsulotning qiymati ham doimiy bo'lishini ko'ramiz.
  • PV = doimiy [Formula 8]

Tenglik 8 gaz hajmi va doimiy haroratdagi bosimi o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi. Bu tenglama 17-asrda fiziklar Robert Boyl va Edme Mariotte tomonidan eksperimental ravishda kashf etilgan. Ularning sharafiga tenglama Boyl-Mariot qonuni deb nomlandi.

• Izoxorik jarayon. Bu jarayonda gazning hajmi, massasi va uning molyar massasi doimiy bo'lib qoladi. V= const, m = const, M = const. Shunday qilib, biz ideal gaz bosimini olamiz. Formula quyida ko'rsatilgan:
  • P= P 0 AT [Formula 9]
  • Bu erda: P - mutlaq haroratdagi gaz bosimi,
  • P 0 - 273 ° K (0 ° C) haroratda gaz bosimi,
  • A - bosimning harorat koeffitsienti. A = (1/273,15) K -1

Bu qaramlikni 19-asrda fizik Charlz eksperimental ravishda kashf etgan. Shuning uchun tenglama o'z yaratuvchisining nomini oladi - Charlz qonuni.

Agar gaz doimiy hajmda qizdirilsa, izoxorik jarayon kuzatilishi mumkin.

• Izobarik jarayon. Bu jarayon uchun gazning bosimi, massasi va uning molyar massasi doimiy bo'ladi. P = const, m = const, M = const. Izobarik jarayon tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega:
  • V/T = const yoki V = V 0 AT [Formula 10]
  • bu yerda: V 0 - 273° K (0° S) haroratdagi gaz hajmi;
  • A = (1/273,15) K -1.

Ushbu formulada A koeffitsienti gazning hajmli kengayishi uchun harorat koeffitsienti rolini o'ynaydi.

Bu munosabat 19-asrda fizik Jozef Gey-Lyusak tomonidan kashf etilgan. Shuning uchun bu tenglik o'z nomini oldi - Gi-Lyussak qonuni.

Teshigi suyuqlik bilan yopilgan nayga ulangan shisha kolbani olib, konstruksiyani qizdirsangiz, izobar jarayonni kuzatish mumkin bo'ladi.

Shunisi e'tiborga loyiqki, xona haroratidagi havo ideal gazga o'xshash xususiyatlarga ega.

Ko'rsatmalar

Toping bosim ideal gaz qadriyatlar mavjud bo'lsa o'rtacha tezlik, P=⅓nm0v2 formula bo'yicha bir molekulaning massasi va konsentratsiyasi, bu erda n - konsentratsiya (gramm yoki litr uchun mol), m0 - bitta molekulaning massasi.

Hisoblash bosim haroratni bilsangiz gaz va uning konsentratsiyasi P=nkT formulasidan foydalangan holda, bu erda k - Boltsman doimiysi(k=1,38·10-23 mol·K-1), T - absolyut Kelvin shkalasi bo'yicha harorat.

Toping bosim Ma'lum qiymatlarga qarab Mendeleyev-Klayperon tenglamasining ikkita ekvivalent versiyasidan: P=mRT/MV yoki P=nRT/V, bu erda R universal gaz doimiysi (R=8,31 J/mol K), n - in mol, V - hajm gaz m3 da.

Agar muammo bayonida o'rtacha molekula ko'rsatilgan bo'lsa gaz va uning konsentratsiyasi, toping bosim P=⅔nEk formulasidan foydalanib, bu erda Ek J da kinetik energiya.

Toping bosim gaz qonunlaridan - izoxorik (V=const) va izotermik (T=const), agar berilgan bo'lsa. bosim shtatlardan birida. Da izoxorik jarayon ikki holatda bosim nisbati nisbatga teng: P1/P2=T1/T2. Ikkinchi holda, agar harorat saqlanib qolsa doimiy qiymat, bosim mahsuloti gaz hajmi bo'yicha birinchi holatdagi ikkinchi holatdagi bir xil mahsulotga teng: P1·V1=P2·V2. Noma'lum miqdorni ifodalang.

Bug'ning qisman bosimini hisoblashda, agar harorat va havo holatda berilgan bo'lsa, ifodalang bosim ph/100=R1/R2 formulasidan, bu yerda ph/100 nisbiy namlik, R1 qisman. bosim suv bug'i, P2 - ma'lum bir haroratda suv bug'ining maksimal qiymati. Hisoblashda maksimal bug 'bosimi (maksimal qisman bosim) ning Selsiy gradusidagi haroratga bog'liqligi jadvallaridan foydalaning.

Foydali maslahat

Tajriba paytida gaz bosimini hisoblashingiz kerak bo'lsa, aniqroq o'qish uchun aneroid barometr yoki simob barometridan foydalaning. laboratoriya ishi. Idishdagi yoki silindrdagi gaz bosimini o'lchash uchun an'anaviy yoki elektron bosim o'lchagichdan foydalaning.

Manbalar:

• Haroratga qarab to'yingan suv bug'ining bosimi va zichligi - jadval
• gaz bosimi formulasi

Agar siz unga suv quysangiz, chelak turmaydimi? Agar u erga og'irroq suyuqlik quysangiz nima bo'ladi? Bu savolga javob berish uchun hisoblash kerak bosim, bu suyuqlik ma'lum bir idishning devorlariga ta'sir qiladi. Bu juda tez-tez ishlab chiqarishda zarur - masalan, tanklar yoki suv omborlari ishlab chiqarishda. Idishlarning mustahkamligini hisoblash ayniqsa muhimdir, agar haqida gapiramiz xavfli suyuqliklar haqida.

Sizga kerak bo'ladi

• Kema
• Ma'lum zichlikka ega suyuqlik
• Paskal qonunini bilish
• Gidrometr yoki piknometr
• O'lchov stakan
• Havoni tortish uchun tuzatish jadvali
• Hukmdor

Ko'rsatmalar

Manbalar:

• Idishning pastki va devorlariga suyuqlik bosimini hisoblash

Bir oz harakat bilan ham siz muhim narsalarni yaratishingiz mumkin bosim. Buning uchun zarur bo'lgan narsa bu harakatni kichik maydonga jamlashdir. Aksincha, agar muhim kuch katta maydonda teng taqsimlangan bo'lsa, bosim nisbatan kichik bo'lib chiqadi. Qaysi birini aniq bilish uchun siz hisob-kitob qilishingiz kerak bo'ladi.

Ko'rsatmalar

Agar masala kuchni emas, balki yukning massasini ko'rsatsa, quyidagi formula bo'yicha kuchni hisoblang: F = mg, bu erda F - kuch (N), m - massa (kg), g - tezlanish. erkin tushish, 9,80665 m/s² ga teng.

Agar shartlar, maydon o'rniga, u chiqadigan maydonning geometrik parametrlarini ko'rsatsa bosim, avval ushbu maydonning maydonini hisoblang. Masalan, to'rtburchak uchun: S=ab, bu erda S - maydon (m²), a - uzunlik (m), b - kenglik (m) Aylana uchun: S=pR², bu erda S - maydon (m²), p "pi" raqami, 3.1415926535 (o'lchamsiz qiymat), R - radius (m).

Bilish uchun bosim, kuchni maydonga bo'ling: P=F/S, bu erda P - bosim(Pa), F - kuch (n), S - maydon (m²).

Eksport uchun mo'ljallangan tovarlarga qo'shimcha hujjatlarni tayyorlashda ifodalash kerak bo'lishi mumkin bosim kvadrat dyuym uchun funt (PSI). Bunday holda, quyidagi nisbatga amal qiling: 1 PSI = 6894,75729 Pa.