5В011200-«Химия» мамандығының студенттеріне арналған «Физикалық химия» пәні бойынша
§ 3. МОЛЕКУЛААРАЛЫҚ ӘРЕКЕТТЕСУ ЖӘНЕ АГРЕГАТТЫҚ КҮЙ
жүктеу/скачать 1,2 Mb.
|
физикалык химия до 1 рк
| § 3. МОЛЕКУЛААРАЛЫҚ ӘРЕКЕТТЕСУ ЖӘНЕ АГРЕГАТТЫҚ КҮЙ
Жалпы түсінік. Әлемдегі белгілі заттардың барлығы да өзін қоршаған жағдайға байланысты газ, сұйық және катты күйде болады. Заттардың физикалық катты, сұйық және газ тәрізді үш жағдайдың жинакты атауын агрегаттық күй дейді. Бір заттың әртүрлі агрегаттық күйдегі химиялық қасиеті мен құрамы бірдей де, физикалық сипаты өзгеше болады. Тәжірибе көрсеткеніндей, затты қоршаған орта жағдайын, мысалы, температураны, қысымды өзгерту арқылы оны бір агрегаттык, күйдев екіншіге, одан әрі үшіншіге немесе бұл құбылысты керісінше де жүргізуге болады екен. Қәдімгі тіршілік тірегі іспеттес суды мұзға да, буға да және буды да, мұзды да суға түрлендіруге болатыны белгілі. Осы табиғи құбылысты пайдаланып, яғни агрегаттық күйдін, ауысуы арқылы табиғаттың аса маңызды және түбегейлі заңдылығын байқау қиын емес. Айталық, бірте-бірте заттардың температурасы мен қысымын өзгерткенде, бөлшектердің ара қашықтығы да өзгереді және, белгілі бір шартты жағдайда өзгеріетегі заттың жаңа агрегаттық күйі пайда болады. Бүл — табиғаттағы санның сапаға айналу заңдылығы. Жоғарыда қарастырған заттардың агрегаттық үш күйі де табиғаттағы қалыпты жағдайда кездеседі. Ал, егер қысымды өзгеріссіз қалдырып,температураны жоғарылатсақ, 2000—5000° аралығында көптеген заттар әуелі ұсақ бөлшектерге, сосын молекула, тіпті жекелеген атомдарға ыдырай бастайды, яғни диссоциацияланады. Температураны 5000°-тан жоғарылатқанда диссоциацияғатүсіп, иондалмайтын заттар қатары сиреп, 10000°-тан асқандаыдырамаған заттар қалмайды. Осы күйді плазма дейді. Бұл — заттың төртінші күйі. Зат плазмалық күйде оларды аса қуаттыэлектрлік, магниттік өріске енгізгенде де болады. Сонымен заттар- дың плазмалық күйде болуы үшін өте жоғары температура, асакүшті электрлік немесе магниттік өріс қажет екен. Жұлдыздар менпланеталар, космостық денелердің бәрі де плазмалық күйде. Плазма терминін ғылым тіліне үстіміздегі ғасырдың 20-жылдары американдық ғалым И. Ленгмюр енгізді, ол «жинақталған», «жапсырылған» деген марынаны береді. Сонымен плазма дегеніміз — кұрамы тең мөлшерде, дербес түрінде оқ және теріс зарядталған бөлшектен тұратын заттың төртінші күйі. Плазмадағы оң, және теріс зарядталған бөлшектер саны өзара тең болғандықтан, ол квазибейтарап. Егер оң зарядталған атом ядросы не ионы және теріс зарядталған электрондар аса сиретілген ортада, мысалы, ауа-сыз шыны түтіктің, ішінде зарядталған бөлшектер қалпында ретсіз қозғалыста болса, бұл да плазма. Демек, плазманы алу үшін заттарды газды күйге айналдырып, сосын оны жоғарыда айтылғандай иондандырғыш ортаға енгізу керек. Плазманы екі түрге бөледі: изотермалық және газразрядты. Изотермалық плазма жоғары температура кезінде пайда болады немесе температура әсерінен заттар атомдары диссоциацияланып, оң және теріс зарядталған бөлшектерге айналады. Изотермалык плазма тұрақты және көп уақыт сақталады. Ол космос кеңістігінде кездесетін құбылыс. Жер атмосферасының қабаты да өз алдына өзгешелігі бар плазма түрі. Газразрядты плазма электрлік разряд кезінде пайда болады. Оған үйлердегі, көшелердегі түрлі-түсті жазуларды көрсетіп тұрған, ішінде электр жарығы бар шыны түтіктер мысал. Демек, газразрядты плазма, электр тогы (өрісі) беріліп тұрғанда ғана тұрақты да, ол жоқ болса, плазма да жок, Плазманың температурасы бірнеше ондаған мың градусқа жетеді. Алайда плазманы құрайтын зарядталған бөлшектердің, біріншіден, ол аса сиретілген газ сияқты, концентрациясы өте аз, екіншіден, жылу өзін қоршаған ортаға таралып үлгермейді. Плазманың келесі бір қасиеті — оның электр өткізгіштігі. Плазма температурасы жоғарылаған сайын оның электр өткізгіштігі артады. Олай болса, плазма арқылы бірнеше жүз, мың, тіпті миллиондаған амперлік ток күші бар кернеуді тасымалдауға болады. Плазма арқылы жіберілген ток плазмалық өткізгіш айналасында магнит өрісін туғызады да, осы өріс ішінде электрондар мен иондар тобын жинақтап, плазмалық бау жасайды. Бұл да плазма ішіндегі жылуды түтік кабырғасына жеткізбейтіндіктен, ондай түтікті шамдар шамалы ғана жылынады. Мұндай плазмалық баудың электромагниттік өрістегі қысылуы ондағы ток күшіне тәуелді, яғни плазма арқылы жіберілген ток күші көбейген сайын плазмалық баудың қысымы артады. Осы негізгі сипатты пайдаланып, плазманың температурасы мен кысымын бірнеше мыңдаған рет еселей көтеруге болады. Қазіргі атомдық электр станциялары мен термоядролық реакторлар жұмысы плазманың осы қасиетіне негізделген. жүктеу/скачать 1,2 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|