Лекциялар жинағы Физика 1 бөлімі бойынша 050704 мамандығының қазақ бөлімінде сырттай оқитын студенттерге арналған Өскемен 2009

Кризистік параметрлер

_{ } ^pH O

2
p₀

100%

Берілген газ үшін кейбір T_к

температурадан жоғары теапературадағы газды

сығу арқылы сұйыққа айналдыру мүмкін емес. Сол температураны кризистік температура деп атайды. Сонда бу дегеніміз кризистік температурадан төмен температурадағы газ.
Кризистік температурадағы нақты газдың изотермасындағы К бүгілу

нүктесіне сәйкес келетін көлеммен қысымды ^V_к
кризистік қысым деп атайды.
кризистік көлем және ^p_к

Газдың кризистік параметрлері a және ^b түзетулерімен байланысқан:

_{T } 8a _,

V  3b _,

p  ^a _.

^к 27bR ^{к к} 27b²
Нақты газдың ішкі энергиясы. Джоуль-Томсон эффектісі.
Нақты газдың ішкі энергиясы оны құрайтын молекулалар қозғалысының кинетикалық энергиясымен олардың өзара әсерлесуінің потенциалдық энергиясының қосындысы болып табылады:

U  E_к  E_п

Молекулалардың өзара әсерлесуінің

^E_п потенциалдық энергиясы

олардың арақашықтығына тәуелді, сондықтан

^E_п көлемге тәуелді болуға

тиісті. Сыртқы ортаменен энергияның алмасуы болмаса, көлемі өзгергенде газдың ішкі энергиясының ^U қоры тұрақты болып қалады. Олай болса
E_п  E_к
яғни, нақты газдың көлемі өзгергенде потенциалдық энергияның өзгерісі салдарынан молекулалар қозғалысының кинетикалық энергиясыда өзгереді.

E_к  C_VT
теңдігі нақты газ үшінде орындалады, себебі ^C_V
оның молекулалар

қозғалысының кинетикалық энергиясымен ғана анықталады. Сонда
E_п  С_V  T
Сыртқы денелермен жұмыс атқарылмаса және олармен жылу алмасуы болмаса, көлемі өзгергенде нақты газдың температурасыда өзгереді.
Тек нақты газдарда болатын бұл құбылысты Джоуль-Томсон эффектісі дейді. Егер ұлғаю кезінде газдың температурасы төмендесе, Джоуль- Томсон эффектісін оң дейді, ал егер газдың температурасы жоғарласа – теріс дейді.
Джоуль-Томсон эффектісінің таңбасы a және b түзетулерінің қайсысы үлкенірек роль атқаратынына байланысты.
Екі жағдайды жеке алып қарастырайық:

1. 
   
   Ван-дер-Ваальс теңдеуіндегі ^a түзетуді елемеуге болады,
   
2. 
   
   Ван-дер-Ваальс теңдеуіндегі ^b түзетуді елемеуге болады.
   

Бірінші жағдайда тек тебілу күштері есепке алынады. Сонда

2

п
E_п  E_п  Е  0
1
Олай болса

Т  0

.

Екінші жағдайда тек тартылу күштері есепке алынады

Сонда

E_п  E_п2  Е_п1  0

Олай болса Т  0
Температурамен қысымға байланысты берілген бір газ үшін немесе ^a , немесе b түзетуінің ролі үлкенірек болады. Қысыммен температураның кейбір мәндерінде a және ^b түзетулерінің рольдері бірдей болады. Бұл
жағдайда Джоуль-Томсон эффектісі нөлге тең. Нақты газдың осы күйін инверсия нүктесі деп атайды. Инверсия нүктелерінің жиынтығы инверсия қисығын түзейді.