Сұйықтар мен қатты денелердің қасиеттері

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

І. Кіріспе

ІІ. Негізгі бөлім

а) Сұйықтар мен қатты денелердің қасиеттері

ә) Қаныққан бу

б) Гук заңы

Кіріспе

Сұйықтар. Сұйытарда молекулалар бір - біріне өте тығыз орналасқан. Сол себепті, сұйытардағы әрбір молекула газдағыға қарағанда басқаша қозғалады. Торға түскендей, басқа молекулалармен қоршалып қысылады да, ол «бір орында тыпыршып тұрады (көрші молекулалармен соқтығысып, тепе - теңдік қалпының маңайында тербеледі) . Ол әлсін - әлсін «құрылған тордан», «секіріп шығады», бірақ сол мезетте - ақ көрші молекулалардан түзілген жаңа «торға» түседі. Бөлме температурасындағы су молекуласының отырықшы өмірінің ұзақтығы, яғни белгілі бір тепе - теңдік қалпының маңайындағы тербеліс уақыты орташа есеппен 10 ^-11 с болады. Ал оның бір тербеліс жасауға кететін уақыты анағұрлым аз (10 ^-12 *10 ^-13 с) . Температура жоғарылаған сайын молекулалардың «отырықшы өмірінің» ұзақтығы онан әрі кемиді. Алғаш рет совет физигі Я. И. Френкель ашқан сұйықтардағы молекулалық қозғалыстың сипаты сұйықтардың негізгі қасиеттерін түсінуге мүмкіндік береді.

Сұйықтың молекулалары тікелей бір - біріне жанаса орналасқан. Сол себепті сұйықтың көлемін (тіпті аз шамаға) өзгертуге әрекет жасағанның өзінде - ақ, оның молекулалары деформациялана бастайды. Ал ол үшін өте үлкен күш керек. Сұйықтардың аз сығылатыны осымен түсіндіріледі.

Сұйықтардың аққыш екендігі, яғни өзінің пішінін сақтамайтыны белгілі. Бұл былайша түсіндіріледі. Егер сұйық ақпайтын болса, онда бір отырықшы қалпынан басқа қалыпқа ауысуы барлық бағыттарда бірдей жиілікте болады. Сыртқы күш молекулалардың бір секундтағы ауысу санын айтарлықтай өзгертпейді. Бірақ молекулалардың бір тұрғылықты қалпынан, екінші бір қалыпқа ауысып өтуі, көбінесе сол сыртқы күштің әсер ету бағыты бойынша болады. Міне, сондықтан да сұйық ағады және ыдыстың пішініне лайықталады.

Қатты денелер. Қатты денелердің атомдары немесе молекулалары, сұйықтардікіне қарағанда, белгілі бір тепе - теңдік қалыптың маңында тербеліп тұрады. Рас, кей кезде молекулалар өздерінің тепе - теңдік қалпын өзгертеді, бірақ бұл өте сирек болады. Сол себепті қатты денелер көлемін ғана емес, пішінін де сақтайды.

Сұйық пен қатты денелер арасында тағы бір маңызды айырмашылық бар.

Сұйықты бір орында шыдамсыздықпен тыпыршып тұрған адамдар тобымен салыстыруға болса, ал қатты денені қимылсыз тұрғанымен де бір - бірінен белгілі бір қашықтықты сақтап тұратын адамдарға ұқсатуға болады. Егер қатты дене атомдарының немесе иондарының тепе - теңдік қалпының центрлерін қосатын болсақ, онда кристалдық тор деп аталатын дұрыс кеңістік топ пайда болады.

Сұйықтар мен қатты денелердің қасиеттері

Сұйық бетіндегі кеңістікте сұйықтан ұшып шыққан молекулалар бу түзейді. Бұл процесті кебу деп атайды. Сұйықтар кез келген температурада кебе береді.

Өзінің сұйығымен динамикалық тепе - теңдікте болатын буды қаныққан бу деп атайды. Осы жағдайдағы ρ ₀ бу қысымен қаныққан бу қысымы деп атайды. Бұл қысым немесе формуласымен өрнектеледі. Мұндағы - бу молекулаларының концентрациясы, - қаныққан бу тығыздығы, - будың мольдік массасы.

Қанықпаған будың тығыздығы (серпімділігі) мен қысымы берілген температурада қаныққан бу тығыздығы мен қысымынан кем болады. Бу қасиеттерінің газ қасиеттерінен айырмашылығы болмағандықтан, оған Менделеев - Клапейрон теңдеуін пайдалануға болады: немесе .

Ауадағы су буының берілген температурада қанығуынан айырмашылығын көрсететін шаманы, оның ылғалдылығы деп атайды. Су буының абсолют ылғалдылығы оның берілген температурадағы тығыздығы немесе қысымы арқылы анықталады. Берілген температурада ауадағы су буының қысымының немесе тығыздығының, сол температурадағы қаныққан буының қысымына немесе тығыздығына процентпен алынған қатынасын салыстырмалы ылғалдылық деп атайды: немесе .

Беттік керілу күші деп сұйық бетінің бойымен, осы бетті шектеп тұрған сызыққа перпендикуляр әсер ететін күшті айтады: , мұндағы - беттік керілу коэффициенті, - беттік қабыттың ұзындығы. Капилляр түтік бойымен жұғатын сұйықты көрсететін асқын қысым , ал керілу биіктігі формуласымен анықталады. Мұндағы - сұйықтың тығыздығы, - еркін түсу үдеуі, - капилляр түтіктің радиусы.

Қатты денелердің сыртқы күш әсерінен формасын және өлшемін өзгертуін деформация деп атайды. Серпімді деформация үшін Гук заңы: . Мұндағы - абсолют ұзару, - деформацияланған дененің ұзындығы, - бастапқы ұзындығы, Е - Юнг модулы, - кернеу. Кернеу - серпімділік күшінің көлденей қима ауданына қатынасына тең шама: . Юнг модулі - кез келген дене үшін салыстырмалы ұзындық болғанда, - кернеудің сандық мәніне тең шама.

Денені қыздырғанда, оның сызықтық өлшемдері мынадай формуламен анықталады: , мұндағы - дененің 0 ⁰ С кезіндегі ұзындығы, - температура, - сызықтық ұлғаюдың температуралық коэффициенті. Денені қыздырғанда көлемінің ұлғаюы формуласымен өрнектеледі. Мұндағы - оның бастапқы 0 ⁰ С кезіндегі көлемі, - көлемдік ұлғаюдың температуралық коэффициенті. Дененің температуралық ұлғаю коэффициенттерінің арасында мынадай қатынас орындалады: .

Қаныққан бу

Егер сұйық құйылған ыдысты тығыз жабатын болсақ, онда сұйықтық азаюы тез арада тоқталады. Температура өзгермеген жағдайда сұйық - бу жүйесі жылулық тепе - теңдік күйге келеді және бұл күйде ұзақ уақыт бола алады. Булану процесімен қатар конденсация процесі болып отырады және бұл екі процесс орта есеппен бір - бірін теңгереді.

Ыдысқа сұйық құйып, бетін жапқаннан кейін, алғашқы кезде, сұйық буланады да, будың тығыздығы арта бастайды. Бірақ мұнымен бірге сұйыққа қайта оралатын молекулалардың саны да өсіп отыратын болады. Бу тығыздығы неғұрлым артқан сайын, сұйыққа қайтып оралатын бу молекулаларының саны арта түседі. Температура тұрақты болған жағдайда осының нәтижесінде жабық ыдыстағы сұйық пен бу арасында біртіндеп динамикалық (қозғалмалы) тепе - теңдік қалыптасады. Сұйық бетінен шығып кететін молекулалар саны орта есеппен сол уақыт ішінде сұйыққа қайтып оралатын бу молекулаларының санына тең болады. Су үшін бөлме температурасында бұл сан 1 секундта 1 см ² бет аудан үшін 10 ²² молекулаға тең.

Өз сұйығымен динамикалық тепе - теңдікте болатын бу қаныққан бу делінеді. Бұлай аталуының өзі бір температурада берілген көлемде бу мөлшерінің бір шамадан артып кетуінің мүмкін еместігін аңғартады.

Егер сұйық құйылған ыдыстағы ауа алдын ала сорылып шығарылған болса онда сұйық бетінде қаныққан бу ғана қалады.

Қаныққан бу қысымы. Егер қаныққан будың алып тұрған көлемін кемітсек, онда қаныққан бу нендей өзгеріске ұшырар еді? Мысалы температурасын өзгертпей, тұрақты ұстап, цилиндрдегі поршеньнің асытндағы сұйықпен тепе - теңдікте тұрған буды сығатын болсақ ше?

Бу сығылғанда тепе - теңдік бұзыла бастайды. Будың тығыздығы алғышқы мезетте аздап артады да, сұйықтан газға өтетін молекулалар санына қарағанда, газдан сұйыққа өтетін молекулалар саны арта бастайды. Алайда уақыт бірлігі ішінде сұйықтан бөлініп шығатын молекулалар саны тек температураға тәуелді, ал будың сығылуы ол санды өзгерте алмайды. Бұл процесс, тепе - теңдік пен тығыздық қайтадан қалыптасқанша, яғни молкулалардың шоғыры алғашқы мәніне жеткенше жүре береді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.