Физика кафедрасының аға оқытушысы, физика магистрі: Копбалина Қ. Б. Дәріс тақырыбы: тасымалдау қҰбылысы. Нақты газдар

Қарағанды техникалық университеті 
Дәріс барлық мамандыққа 
арналған 
Физика кафедрасының аға оқытушысы,
физика магистрі: Копбалина Қ.Б. 
Дәріс тақырыбы: 
ТАСЫМАЛДАУ ҚҰБЫЛЫСЫ.
НАҚТЫ ГАЗДАР 

Дәріс жоспары 
 
•
Эффективтік диаметр 
•
Тасымалдау құбылысы 
•
Молекуллрдың өзара әсерлесуі 
•
Ван-дер-Ваальс теңдеуі 
•
Ван-дер-Ваальс
 
изотермасы 
•
Фазалық ауысу
•
Күй диаграммасы 

Нақты газдар 
 
Тебілу 
Тартылу 
Молекулалар арасында тартылыс және тебіліс күштері 
болады 

Молекулалардың өзара әсерлесу 
энергиясы 
 

МОЛЕКУЛАНЫҢ
ЭФФЕКТИВТІК 
ДИАМЕТРІ 
d 
Молекуланың 
эффективтік диаметрі – 
молекулалардың жақындай 
алатын минимал 
қашықтығы 
d
- 
Эффективтік
диаметр 

2
d



- молекуланың эффективті қимасы 

Z



z
Z



-
орташа еркін жүру жолының 
ұзындығы 

d


;
nV
z



2
d
V



2
d
n
z



n
d
z
2
2


Z



n
d
n
d
Z
2
2
2
1
2









n
d
2
2
1



n


2
1


Орташа еркін жол ұзындығы 
n
d
2
2
1



const
T

1
2
1
2
2
1
p
p
n
n




n
1
~

P
1
~


Тасымалдау құбылысы 
Диффузия 
,
x
S
d
dn
D
dN
i
i



,
S
dx
d
D
dM
i
i




Фик заңы 

nm




с
кг
M
/



3
1

D
-диффузия коэффициенті 
dx
x

d
с
м
D
/
1
2

2
1




Жылу өткізгіштік 
2
1
T
T

dT
dS
dx
dT
q



v
c



3
1

q - Дж/c
- Вт/м К 


Тұтқырлық 
S
dx
d
F





S
dx
d
K






3
1


D



v
v
c
D
c






Нақты газдар 
Дәлдіктің жеткілікті дәрежесіндегі сиретілген нақты 
газдар идеал газдар заңына бағынады. Бұл дегеніміз - 
молекулалардың арасындағы өзара әсерлесу күштері 
олардық ара қашықтығына байланыcты
 
Тәжірибелер 
көрсеткендей, 1нм аса 
қашықтықтағы 
молекулааралық 
әсерлесуді ескермеуге 
болады 

Нақты газдар 
Молекулалардың 
өзіндік көлемі 
Идеал 
газ 
моделіндегі 
молекулалар 
– 
арасында 
әсерлесу күштері болмайтын 
материалдық 
нүктелер. 
Дегенмен 100 атм қысымда 
молекулалардың 
өзіндік 
көлемі барлық қысымның 
50% құрайды, және олардың 
арасындағы 
әсерлесу 
күші 
бірден өседі 

Қысым ұлғайғанда сығылғaн газ көлемі 
молекулалардың өздері алатын көлемге 
теңеседі 


Идеал газ күйінің теңдеуі төмен қысымда және 
жоғары температурадағы газдар әрекетін сипаттауға 
пайдалы.

Идеал газадың берілген күйден ауытқуы сығылу 
коэффициентімен Z сипатталады 
Z
RT
pV



Егер Z = 1 болса, идеал газ қасиетіне жақын болады 

Сығылу коэффициенті Z 1-ден өзгеше 
болса,солғұрлым идеал газадан ауытқуы күштірек 
болады 
 

Молекулалардың потенциялдық және 
кинетикалық энергиялары арасындағы 
арақатынас агрегаттық күйлерге бөлу 
үшін сындық болып табылады 

Нақты газ күйінің теңдеуі –Ван-дер-Ваальс 
теңдеуі 
Нақты газдарда келесі ескерілу керек: 

Бөлшектерде өз көлемі болады 

Молекулалар арасында тартылыс және тебіліс 
күштері бар 
RT
pV


Идеал газ күйінің теңдеуі
молекулалардың өз көлемі мен олардың 
әсерлесуі ескерілетіндей түрлендірілуі қажет

ВАН-ДЕР-ВААЛЬС ТЕҢДЕУІ 
Газдың 1 молі үшін 


RT
b
V
V
a
p







 
2
Молекулалардың 
өзара әсерлесуін 
ескеру 
Молекуланың өз 
көлеміне түзетілім 


RT
b
V
V
a
p












2
2
Газдың туынды массасы үшін 

b-
тұрақтысы 
молекула 
өлшеміне 
байланысты: үлкен молекула үшін оның 
мәні де үлкен
a-
молекулалар 
арасындағы 
тартылыс 
күшінің шамасы 

ВАН-ДЕР-ВААЛЬС ИЗОТЕРМАЛАРЫ 
Ван-дер-Ваальса теңдеуі 
– 3-дәрежеде V қатысты, 
сондықтан 3 заттық 
түбірі болуы мүмкін 
db 
жеріндегі ұлғаю 
қысым ұлғаюымен 
жүреді, оның физикалық 
мағынасы жоқ, сол 
себепті бірден
ea 
секірісі болады 

ВАН-ДЕР-ВААЛЬС ИЗОТЕРМАЛАРЫ 
Жоғары 
температураларда
идеал газ 
изотермаларынан 
ауытқу кішірек 
көрсетілген 

Нақты газдың ішкі энергиясы 
Нақты газдың ішкі энергиясы 
молекулалардың кинетикалық ,сондай –ақ 
потенциалдық энергияларынан құралады 
Газдың 1молі үшін: 
V
a
T
C
U
V


Молекулалардың 
кинетикалық 
энергиясының қосындысы 
Молекулалардың 
потенциалдық 
энергиясының қосындысы 

Ван-дер-Ваальс теңдеуіне бағынатын
газ үшін 
күйлердің сындық шамаларының мәндері 












bR
a
T
b
V
b
a
p
k
k
k
27
8
3
27
1
2

Фаза 
– химиялық құрамы бірдей және 1 
термодинамикалық күйдегі 
жүйенің барлық бөліктерінің байланысы

Фазалық ауысулар 
1 реттік фазалық ауысу мысалдары: 
•
балқу – қату 
•
булану – конденсация 
•
Сублимация 
2 реттік фазалық ауысу мысалдары: 
•
ферромагнетиктің парамагнетикке ауысуы және 
керісінше. Металдың жоғары өтімді күйге ауысуы 
•
Сұйық гелийдің аққыштығы жоғары күйге айналуы 

Біртекті қоспа үшін фаза ұғымы 
агрегаттық күймен сәйкес келеді 
сұйықтық 
газ 
Қатты 
күй 
температура 
Молекулярлық қозғалыс 
Молекулалардың өзара 
әсерлесуі 

Күй диаграммасы 
Егер жүйе біртекті болса, онда фаза ұғымы 
агрегаттық күймен сәйкес келеді 
Күй диаграммасы
 – 
фазалық ауысудың 
температурасы мен қысымы 
арасындағы тәуелділік 
диаграмманы 3-ке бөлетін 
қатты ,сұйық,газ 
шарттарына сай
булану,балқу,сублимация 
қисықтары түріндегі 
графикте бейнеленген 

Су үшін 
Күй диаграммасы 

Сындық нүкте 
Үштік нүкте 
Үштік нүкте:
 заттың 3фазасының бірдей болуының 
шарты 
Сындық нүкте:
 сындықтан жоғары температурада 
ешқандай қысым ұлғаюымен газды сұйыққа айналдыруға 
болмайды 

1. Молекулар арасындағы өзара әсер күштері (графигі). 
2. Молекулардың өзара әсерлесу потенциалдық энергиясы (графигі). 
3. Потенциалдық шұнқыр деп нені айтады? 
4. Әртүрлі агрегаттық күйлер үшін молекулардың ӛзара байланыс 
потенциалдық энергиясы және жылу қозғалысынын кинетиқалық 
энергиясы 
арасыңдағы теңдеулер. 
5. Бір моль газ үшін Ван-дер-Ваальс теңдеуі. 
6. Ван-дер-Вальс теңдеулеріңдегі а және в тұрақтыларының физиқалық 
мағынасы. 
7. Әртүрлі температуралар үшін Ван-дер-Вальс изотермаларын суретеңіз. 
8. Фаза , фазалық ауысу деп нені айтады? 
9. Бірінші текті фазалық ауысуларға қандай кұбылыстар жатады? 
10. Екінші текті фазалық ауысуларға қандай құбылыстар жатады? 
11. Біркомпоненттік қоспа үшін фазалық диаграмманы сызыңыз және балқу, 
булану, сублимация қисықтарын кӛрсетіңіз. 
12. Үштік нүкте деп нені айтады? 
13. Кризистік температура деп нені айтады? 
Бақылау сұрақтары 

Негізгі әдебиеттер
•
1.Савельев И.В. Жалпы физика курсы. 1 том. Алматы, 2010– 505 б. 
•
2 
Савельев И.В. Жалпы физика курсы. 2 том. Алматы. 2010,429 б. 
•
3. Трофимова Т.И. Физика курсы: ЖОО-лар үшін оқу құралы, 15 
басылымы., М: ”Академия” баспа орталығы , 2011. – 482 бет. 
•
4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы. М:
“Мектеп” баспа орталығы. 2009 ж. 486 бет.
•
5. Савельев И.В. Курс физики в 3-х томах. – М.: Наука, 2010. – 1 т, 2 т. 
•
6. 
Койшибаев Н.Механика, 1 том, Алматы 2005 ж, 494 бет 
•
7
. Бижігітов Т. Жалпы физика курсы, Алматы 2013, 889 б. 
•
8
. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для вузов. – М.:
Оникс 21 век, 2007 – 384 с. 
•
9. Савельев И.В. Жалпы физика курсы 3 том, Карағанды -2012, 324 б 
•
10. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: ACADEMIA, 2007. – 558 с. 

Назар 
аударғандарыңызға 
рахмет!