Сабақ тақырыбы: Молекулалық-кинетикалық теорияның негiзгi ұғымдары
§ 1.7 Газ молекуласының жылдамдығы. Штерн тәжiрибесi
жүктеу/скачать 431,79 Kb.
|
Презентация по физике на тему Молекулалық-кинетикалық теория негiздерi
- Бұл бет үшін навигация:
- § 1.8 Больцман тұрақтысы. Клайперон-Менделеевтiң күй теңдеуi
- Больцман тұрақтысы
| § 1.7 Газ молекуласының жылдамдығы. Штерн тәжiрибесi
Газ температурасы белгiлi болса, онда оның молекуласының қозғалысының орташа түзу сызықты жылдамдығын есептеуге болады. теңдеуiмен орташа кинетикалық энергия анықтамасынан теңдiгiмен теңестiрiп жылдамдықтың орташа квадраты үшiн келесi өрнектi аламыз: . Бұл шамадан алынған квадраттық түбiр орташа квадраттық жылдамдық деп аталады: (1.17) Есептеуден байқалатыны, молекулалардың жылдамдығы жоғары. Оларды салыстыру мүмкiн емес, мысалға, еркiн диффузия жылдамдығымен салыстырғанда. Соқтығысудың бейберекеттiгiнiң әсерiнен молекула траекториясының түзу сызықты бөлiктерiнде ғана жылдамдығы жоғары мәнге ие. Жалпы оның қандайда бiр бағытта орынауыстыруы салыстырмалы жоғары емес. Арнайы тәжiрибе арқылы бұл жылдамдықты өлшеуге және есептелген мәнiмен салыстыруға болады. (1.12) формуласының дұрыстығын алғаш рет О.Штерн тәжiрибесiмен дәлелдендi. Штерн тәжiрибесiнiң жетiлдiрiлген түрi демонстрациялық моделде келтiрiлген (1.9 -сурет). 1.9-сурет § 1.8 Больцман тұрақтысы. Клайперон-Менделеевтiң күй теңдеуi Температура үшiн pV/N = kT түрiндегi формуланы практикада пайдалану пропорционалдық коэффициенттiң k сандық мәнiн бiлудi қажет етедi. Оны табуға болады, егер тәжiрибелерден белгiлi мәлiметтердi пайдаланса. Атап айтқанда, үш ыдыспен жасалған тәжiрибеден: V = 0.1м3 көлемдi алатын сутегiнiң бiр молi үшiн, θ= pV/N шамасы температураның T1=273oК мәнiнде мынаған тең θ0 = 3.76·10-21 Дж, ал T2=373oК болғанда – θ100 = 5.14·10-21 Дж. Температураның осы мәндерiндегi айырмасын θ= kT өрнегiн пайдаланып жазсақ , шығатыны θ100 – θ0 = k(Т2 – Т1) немесе (5.14 –3.76)·10-21 Дж = k·100o К. Бұдан k = 1.38·10-23Дж/К. (1.18) Бұл коэффициент Больцман тұрақтысы деп аталады. Ол энергетикалық (Дж) өлшем бiрлiкпен анықталатын θ температураны, өлшем бiрлiгi Кельвинмен анықталатын, Т температурамен байланыстырады. Молекулалық кинетикалық теорияның негiзгi теңдеуi p қысым, V көлем және T температура арасында байланыс орнатуға мүмкiндiк бередi. Бұндай байланысты жазатын өрнек күй теңдеуi деп аталады. Егер газ молекуласы концентрациясының өрнегiн n=N/V=mNA/VM түрiнде алса, онда p=nkT теңдiгiнен мынау шығады: pV = mkNAT/M. (1.19) Больцман тұрақтысының k Авогадро санына NA көбейтiндiсiн универсал газ тұрақтысы деп атап, R әрпiмен белгiлейдi: R = k NA = 8.31·103 Дж/(кмоль·К). (1.20) Бұл енгiзiлген R тұрақтыны тағы да пайдаланып кез келген массасы m үшiн идеал газ күйiнiң теңдеуiн аламыз: pV = mRT/M. (1.21) Бұл Менделеев-Клапейронның күй теңдеуi деп аталады. Кейде бұл теңдеу алғашқы формасында қолданылады: P1V1/T1 = p2V2/T2 = const, (1.22) мұндағы 1 және 2 индекстерi газдың мүмкiн болатын кез келген екi күйiнiң параметрлерiне сәйкес. жүктеу/скачать 431,79 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|