∆N 1
------------ = ------------ n V∆S
∆t 6
∆ K= 2 m
0
V n∆S ∆t /6 = nm
0
V
2
∆S ∆t/3
Gazning idish devorlariga ko`rsatadigan bosimi
∆K 1
P = ---------------- = -------------- n m
0
V
2
1
(1)
∆S ∆t 3
Agar V hajmdagi gaz N ta molekuladan iborat bo`lsa,
ularning tezliklari V
1
, V
2
… V
N
bo`ladi. Shuning uchun o`rtacha
tezlikni ko`ramiz.
1
N
kv
> = √ -------∑V
i
2
(2)
N
i = 1
(2) ni e’tiborga olgan holda (1) ni quyidagi ko`rinishda
yozamiz.
1
P = -------- n m
0
< V
kv
>
2
(3)
3
n=N/V ekanligini e’tiborga olib,
1
P = -------- N m
0
< V
k
>
2
(3)
3
Yoki
2 m
0
k
>
2
2
PV = ----N (-------------)= ---- ∙N
3
3 2 3
2
P = --------- n[E
k
> (4)
3
E – hamma molekulalarning ilgarilanma harakat kinetik
energiyasining yig`indisi.
Gazlarning kinetik nazariyasida (3) tenglama asosiy tenglama
hisoblanadi. Bu tenglama asosan, bosim hajm birligidagi
molekulalar
ilgarilanma
xarakati
o`rtacha
kinetik
energiyasining uchdan ikki qismiga teng.
Gazning massasi m = Nm
0
ekanligini e’tiborga olib, (3)
tenglamani quyidagicha yozamiz:
1
PV = ------------ m
kv
>
2
3
Bir mol gaz uchun m = M
1
PV = ------------ M
k
>
2
3
V
m
- molyar hajm.
Mendeleyev – Klapeyron tenglamasi
1
RT = ------------ M
kv
>
2
Bundan
3
3RT
kv
> = √------------- (5)
M
M=m
0
N
A
ni e’tiborga olib, (5) ni quyidagicha yozamiz:
3RT 3kT
kv
> = √------------- = √------------ (6)
(m
0
N
A
) m
0
(5) va (6) formulalar molekulalarning o`rtacha kvadratik
tezligining formulasidir.
Ideal gaz bitta molekulasining o`rtacha ilgarilanma xarakat
kinetik energiyasi termodinamik
E m
0
k
>
2
3
<
0
> = --------- = ----------------- = -------- kT
N N∙2 2
Temperaturaga proporsional ekan:
3
<
0
> = ----------- RT
2
Bu formuladan ko`rinadiki, T – 0 da < > = 0, ya’ni absolyut
nolda gaz molekulalar ilgarilanma xarakat qilishdan to`xtaydi
va bosim ham nolga teng bo`ladi. Demak, jismning xarorati uni
tashkil qilgan molekulalarning issiqlik xarakat energiyasining
miqdoriy o`lchovidir.
Energiyaning molekula erkinlik darajalari bo`yicha tekis
taqsimlanishi.
Molekula o`rtacha energiyasining E – 3R/2 (1) ifodasi
molekulaning ilgarilanma xarakati energiyasinigina hisobga
oladi. Lekin molekula ilgarilanma xarakat qilishi bilan bir
qatorda aylanishi va uning tarkibidagi atomlar tebranma
xarakat qilishi mumkin. Xarakatning bu ikkala turiga
energiyaning biror zapasi to`g`ri keladi. Bu energiya zapasi
molekulaning erkinlik darajalari bo`yicha energiyaning tekis
taqsimlanishi to`g`risidagi qonunga asosan aniqlanadi.
Mexanik sistemaning erkinlik darajalari soni deb, sistemaning
vaziyatini ifodalay oladigan erkli kattaliklat soniga aytiladi.
Masalan, moddiy nuqtaning fazodagi vaziyati uning uchta
koordinatasining (masalan, x,y,z dekart koordinatalari yoki
r,
sferik koordinatalar va hokazo) qiymatlari bilan to`liq
aniqlanadi. Shunga muvofiq ravishda moddiy nuqtaning erkinlik
darajalari soni uchga tengdir.Absolyut kattalik qattiq jism oltita
erkinlik darajalariga ega,
va
burchaklar o`zgarmagan
sharoitda inertsiya markazining koordinatalari qattiq jismning
ilgarilanma xarakati tufayligina o`zgaradi (1-rasm). Inertsiya
markazining
vaziyati
o`zgarmas
bo`lganda,
burchaklardan istalgan bittasining o`zgarishiga jismning
aylanishi sabab bo`ladi, shuning uchun bularga mos erkinlik
darajalari aylanma erkinlik darajalari deb ataladi. Binobarin,
absolyut qattiq jismning oltita erkinlik darajasidan uchtasi
ilgarilanma va uchtasi aylanma erkinlik darajalari ekan.
Molekulalarning ilgarilanma erkinlik darajalaridan hech biri
boshqalaridan afzal bo`lmagani uchun ularning har biriga o`rta
hisobda (1) qiymatning uchdan bir qismiga teng bo`lgan, ya’ni
RT/2 ga teng bo`lgan energiya to`g`ri kelishi kerak.
Ilgarilanma, aylanma va tebranma erkinlik darajalaridan
ixtiyoriy bittasiga o`rta hisobda bir xil va RT/2 ga teng energiya
to`g`ri kelishi kerak.
Shunday qilib, molekulaning o`rtacha energiyasi quyidagiga
teng bo`lishi kerak:
Dostları ilə paylaş: |