. (6.1)

Идеал газ күйінің теңдеуін молекулалар концентрациясы арқылы өрнектеуге болады:

(6.2)

Массасы тұрақты жүйеде қандай да бір күй параметрі өзгермей орын-далатын процесс изопроцесс деп аталады. Изопроцестердің теңдеулері Клапейрон-Менделеев теңдеуінің дербес жағдайлары болып табылады:

Изотермдік процесс үшін Бойль-Мариотт заңы	Изобаралық процесс үшін Гей-Люссак заңы	Изохоралық процесс үшін Гей-Люссак заңы (Шарль заңы)
( )	( )	( )
Изотермиялық процесс	Изобаралық процесс	Изохоралық процесс

Сыртқы ортамен жылу алмасу болмайтын процесс адиабаталық деп аталады.

Молекулалы-кинетикалық теорияда (МКТ) қолданылатын шарттар:

● Зерттелетін идеал газ – біратомды;

● Газ молекулалары еркін ретсіз қозғалады, қозғалыс кеңістіктің барлық бағытында тең ықтималды. Газдың ыдыс қабырғасына түсіретін қысымы барлық бағытта бірдей болады;

● Газ молекулаларының өзара соқтығысуы олардың ыдыс қабырғасына соғылысу санымен салыстырғанда өте аз, жалпы жағдайда ескерілмейді;

● Молекулалардың ыдыс қабырғасына соқтығысы – абсолют серпімді;

Нақты газ – негізгі қасиеттері молекулааралық өзара әсерлесуге тәуелді, сәйкесінше потенциалдық энергиясы бар газ.

Термодинамика макроскопиялық жүйелердің термодинамикалық тепе-теңдік күйдегі жалпы қасиеттерін, күйаралық ауысу процестерін зерттейді. Термодинамика тәжірибелік екі бастамаға және Нернстің жылулық теориясына (термодинамиканың үшінші бастамасы) негізделген.

Температура – жүйенің термодинамикалық тепе-теңдік күйін сипаттайтын және денелердің арасындағы жылу алмасуды анықтайтын шама.

Термодинамикалық жүйе (ТД) –

---

өзара және сыртқы ортамен әрекеттесе-тін және энергия мен зат алмасатын макроскопиялық денелер жиыны.

Тұйық термодинамикалық жүйе – сыртқы ортамен энергия және зат алмасуы орындалмайтын жүйе.

Термодинамикалық параметрлер – жүйенің қасиеттерін сипаттайтын физикалық шамалар. Күй параметрлері ретінде температура, қысым және көлем (меншікті көлем) қарастырылады.

Термодинамикалық процесс – термодинамикалық жүйеде кем дегенде бір параметрдің өзгеруімен байланысты кез келген құбылыс.

Термодинамикалық тепе-теңдік – уақытқа қатысты термодинамикалық жүйенің күйі өзгермейтін жағдай.

Термодинамикалық температуралық шкала (Кельвин шкаласы) судың үштік нүктесіне қатысты бір реперлік нүктемен анықталады.

Температураның практикалық шкаласы (Цельсий шкаласы) екі реперлік нүктемен (1,01310⁵ Па қысымда судың қату температурасы 0⁰С және судың қайнау температурасы 100⁰С) анықталады.

Үштік нүкте – мұздың, судың және қаныққан будың 609 Па қысымда термодинамикалық тепе-теңдікте болатын температурасы. Кельвин шкаласы бойынша 273,16К.

Температура. Идеал газ молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы.

МКТ заттың ең қарапайым газ түріндегі күйін түсіндіре алады. Бұл теория тіпті өзінің қарапайым жеңілдетілген түрінде де газ күйіндегі заттың негізгі қасиеттерін және газдағы құбылыстарды түсіндіреді. Газдың өзі құйылған ыдыс қабырғасына түсіретін қысымы көлем бірлігіндегі молекулалардың санымен, молекуланың массасымен және олардың жылдамдықтар квадратының орташа мәнімен анықталады, яғни

(6.3)

мұндағы - бір молекуланың ілгерлемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы, сондықтан (6.4)

Сонымен (6.4) формуласы газдардың кинетикалық теориясының негізгі формуласы деп аталады. 1 моль газдың көлемі V болса, n_{0 =} N_A /V бұл формула былай жазылады

; (6.5)

1моль газ үшін газ күйінің теңдеуін пайдаланып, рV = RT. (6.6) – формуланы былайша түрлендіреміз: (6.7)

Соңғы өрнектен молекулалардың орташа кинетикалық энергиясын анықтауға болады:

---

(6.8)

бұл шама Больцман тұрақтысы деп аталады.

(6.8) формулаға Больцман тұрақтысын қойсақ ; (6.9)

Газ қысымының молекулалар санына тәуелділігі мына формула арқылы көрсетіледі: р = nkT (6.10)

Осы өрнекті түрлендіре отырып, молекулалардың салыстырмалы санын табамыз, ол Больцманның таралу заңы деп аталады.

(6.11)

Термодинамикалық процесс деп қарастырылатын термодинамикалық жүйенің  параметрлерінің өзгеруімен сипатталатын  жүйенің күйінің өзгеруін айтады.

          Берілген жағдайда атомдарының арасындағы өзара әсерлесу күші елеусіз аз болатын газды идеал газ деп атайды.

          Қалыпты жағдайдағы газдарды идеал газ деп есептеуге болады. Термодинамикалық параметрлер арасындағы байланысты анықтайтын теңдеуді күй теңдеуі деп атайды.

.

температура дене бөлшектерінің орташа кинетикалық энергиясының өлшемі болады, бұл энергия неғұрлым көп болса, дененің температурасы соғұрлым жоғары болады.

Сонымен денені қыздырған кезде молекулалардың кинетикалық энергиясы артады да, олар жылдамырақ қозғала бастайды, ол суыған кезде молекулалардың энергиясы азаяды да, олардың қозғалысы баяулайды.

6.1-сурет

Осылайша, температура денелер жүйесiнiң жылулық тепе-теңдiк күйiн сипаттайды, атап айтқанда: өзара жылулық тепе-теңдiкте тұрған жүйенiң барлық денелерiнiң температуралары бiрдей болады. Оны өлшеу үшiн кез келген макроскоптық белгiлi шаманың температурадан тәуелдiлiгiн пайдалануға болады. Практикада дененiң жылулық кеңу қасиетi жиi қолданылады, атап айтқанда, қысым тұрақты болғанда сұйық көлемiнiң өзгеруiнiң температурадан тәуелдiлiгi. Температураны өлшейтiн прибор – термометр, осы принципте құрастырылған. Термометрдi градуирлегенде санақ басын (0 деңгейiн) мұздың еру температурасын алады. Екiншi тұрақты нүктесi (мәнi) ретiнде (100 деңгейi) қалыпты атмосфералық қысымда судың қайнау температурасы алынады (6.1 - сурет).

---

Бұл Цельсийдiң градустер шкаласыдеп аталады (6.2- сурет). 0-мен 100 нүктелерiнiң аралығын градус деп аталатын теңдей 100 бөлiкке бөлiнген. Сұйық бағанының бiр бөлiкке жылжуы (орын ауыстыруы) температураның 1 градус Цельсийге өзгеруiне сәйкес келедi. Әртүрлi сұйықтардың қыздырылғанда кеңуi (ұлғаюы) бiрдей болмағандықтан, термометрлерде оған сәйкес градуирленген.

6.2-сурет

Авогадро заңы. Температуралары және қысымдары бірдей кез-келген газдардың бір молінің көлемдері  де  бірдей болады.

Қалыпты жағдайда (p₀=101325Па, Т=273К) кез-келген газдың  1м³  көлемінде   молекула болады. Бұл сан Лошмидт саны деп аталады.

Клапейрон теңдеуі. 1834 жылы француз ғалымы Клапейрон Бойль-Мариот және Гей-Люссак заңдарын біріктіре отырып, (р,Т,V) параметрлерінің үшеуі де өзгергенде жүретін процестерді сипаттайтын теңдеуді алды. Бұл теңдеу Клапейрон теңдеуі деп аталады.



Идеал газ күйінің теңдеуі. Орыс ғалымы Д.И. Менделеев Клайперон жәнеАвогадро заңдарын біріктіре отырып идеал газ күйінің теңдеуін алды: .

мұндағы: R-универсал газ тұрақтысы, R= 8,31 Дж/(моль·К).


Бұл теңдеу кейде Менделеев-Клапейрон теңдеуі деп аталады.

Дальтон заңы. Қоспа газдардың қысымы Дальтон заңының көмегімен анықталады:

Қоспа газдардың қысымы  қоспаны құрайтын жеке газдардың парциаль қысымдарының қосындысына тең болады:

Парциаль қысым деп қоспадағы басқа газдардың қысымын ескермеген жағдайдағы жеке газдардың түсіретін қысымын айтады.

Қоспа газдарға Менделеев-Клапейрон теңдеуін қолдануға болады.



мұндағы: - қоспа газдың толық массасы, 

 - қоспа газдың зат мөлшері,  қоспа газдың мольдік массасы,  

---

қоспа газдағы жеке газдардың үлесі.

Атмосфералық қысымды металдан жасалған барометр — анероидпен өлшейді. Қазақстанның климаты ыстық, жылы, орта және суық климаттық белдеулерге жатады. Бұл Оңтүстікте - дала мен шөлдің ыстық климаты, биік таулы климат, Орталық және Батыс Қазақстанда - шөл, жартылай шөл, Шығыс Қазақстан мен солтүстікте – далалар және орманды далалар климаттары. Медициналық климатологияда климатты адамның денсаулығының әсеріне байланысты  жұмсақ және  тітіркендіретін деп бөледі. Жұмсақ климатқа, температураның амплитудасы және басқа метеофакторлардың жылдық, айлық және тәуліктік ауытқулары аз, жылы климат жатады.

Жұмсақ климатқа  Бурабайдағы орманды климат, Қырымның оңтүстік жағалаулары жатады.  Тітіркендіретін климатқа  бейімделу механизмдеріне жоғары талаптар қоятын, метефакторлардың елеулі тәуліктік және мезгілдік амплитудалары тән. Басқа жағынан, бұндай климат ағзаның жаттығуына және оның шынығуына ықпал етеді. Осындай әсері бар климаттарға, көптеген жүйкелік және жүрек тамырлық ауруларды емдеу кезінде қолданылатын, емдік және шынықтырғыш қасиеті бар, тау, солтүстік теңіз жағалауындағы салқын климат және Қазақстанның Сібір бөлігінің континентальды климаттары жатады.

Ауасы таза, ылғалды орташа, ластаушылар мен аллергендері жоқ, ауа - жылу режимі параметрлерінің ауытқулары аз, жылу реттейтін механизмдердің зорлануын тудырмайтын, қатты желдер мен жиі жауындар болмайтын, жақсы инсоляцияланатын жерлер климатотерапия үшін қолайлы болып саналады. Басқа тітікендіргіш климаттар: солтүстіктің суық климаты, дала мен шөлдің ыстық климаты, биік тау климаттары - адам ағзасына өте қолайсыз әсер етеді.

Қайталау сұрақтары
1. Термодинамикалық параметрлер деген не?

2. МКТ-ның алғышарттары қандай?

3. Максвелл таралуының шарттары.

4. Больцман таралуының шарттары.

5. Молекулалардың жылдамдықтар және энергия бойынша таралу функцияларының физикалық мағынасы.
№7 дәріс

Тақырыбы: Термодинамиканың заңдары және оның түсініктері

Қаралатын мәселелер: Идеал газбен жасалатын жұмыс. Термодинамиканың 1-ші бастамасы. Циклдік процесстер түсінігі. Карно циклі. Жылу машиналарының жұмыс істеу принципі және ПӘК-і. Жүйенің энтропиясы. Термодинамиканың 2-ші бастамасы. Идеал газда энтропияның микроскопиялық күймен байланысы.

---

Смотрите также файлы

• Результат попытки теста #.docx

• Сальбутамол 2 10 минута дейін созылатын тс артындаы ысып, басылатын ауырсынулар, белгілері болып табылады.docx

• Отчет о лабораторной работе 1 по общей теории связи измерение параметров детерминированных сигналов.docx

• Уголовная ответственность за экологические преступления.docx

• Отчет о лабораторной работе 2 по общей теории связи дискретизация и восстановление непрерывного сигнала.docx