Реал жүйелердің құрылысы және күй теңдеуі

Біз мектепте көбіне идеал жүйелердің заңдылықтарын оқимыз. Ең алдымен идеал газдың заңдылықтарын еске түсірейік. Идеал газ деп молекулаларының арасында алыстан әсерлесу потенциалы жоқ, әсерлесу тек молекулалар өз-ара соқтығысу кезінде ғана болатын газды айтады. Егер біз осындай газдың күй теңдеуін білсек, ол теңдеуден газда болатын процесстердің, және басқада заңдылықтарын шығарып алуға болады.
Идеал газдың күй теңдеуін ғылымда Клапейрон –Менделеев теңдеуі деп атайды. Массасы m-ге тең газ үшін бұл теңдеуді былай жазады:
PV= (m/м) RT (1)
Мұндағы Р-газ қысымы, V-көлемі, Т-температурасы, м-газдың бір молінің массасы, Дж/(моль. К)-универсал газ тұрақтысы – Больцман тұрақтысымен Авогадро санының көбейтіндісінен тұрады. Соңғы келтірілген k,N -шамалары да барлық газдар үшін тұрақты болғандықтан R-ді универсал тұрақты деп атайды. Егер де біз газдың тек бір молін ғана қарастырсақ, онда Клапейрон-Менделеев теңдеуін мына түрде жазамыз:
PV=RT, (2)
Өйткені m=м.
Енді мысал үшін газда болатын кейбір процесстерді сипаттайтын теңдеулерді осы (1) немесе (2) теңдеулерден шығарып көрейік.
1. Изобаралық процесс газ қысымы тұрақты болған жағдайда жүреді:
P=Const, онда (2) теңдіктен осы процесстің теңдеуін аламыз:

V/T= Const. Мұны Гей –Люссак заңы деп атайды.
2. Изохоралық процесс газ көлемі тұрақты болған жағдайда жүреді.
V= Const, онда (2) теңдіктен оның теңдеуін аламыз:
Р/T= Const . Мұны Шарль заңы деп атайды.
3. Изотермалық процесс газ температурасы тұрақты болған жағдайда жүреді:
T= Const, онда (2) теңдіктен оның теңдеуін аламыз:
Р/V= Const. Мұны Бойль –Мариотт заңы деп атайды.
Пайдаланылған әдебиеттер

1. Қ.Ж. Рахметов, А.Н. Болатова, З.Н. Исмағамбетова. Алматы 2005.
2. В.В. Радаев. Экономическая социология. Курс лекций. Москва 1997.
3. Р. Әбсаттаров, М. Дәкенов. Әлеуметтану. Алматы: «Ғылым» ғылыми баспа орталығы 2003.
4. «Социология». Тұрғынбаев, А.-2001.
5. «Социология негіздері». Тәжин М, Аяғанов Б, А.-1993.
6. Омаров А.М. Социальное управление: некоторые вопросы теории и практики. М.: Мысль, 1980. С. 27.
7. Граждан В. Д. Деятельность и управление (социологический аспект). М., 1990. 43,44.
8. Керженцев П.М. Принципы организации. М., 1968. С. 34-35; Чикевич С.А. Диалектика управления. Роль научных знаний в управлении общественными процессами. Минск, 1989. С. 44.
9. Русолинова А.А. Некоторые характеристики руководителя как субъекта управления трудовым // Трудовой коллектив как объект и субъект управления. Л., 1980. С. 101.
10. Әлеуметтану оқу құралы». Д. Әбсаттаров, Ә. Дүкенов.
11. «Социология экономической жизни». Заславская З.И, Рывгина В.И, Н.-1991.
12. «Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ хабаршысы». А.-2006. №10.
        
        Реал жүйелердің құрылысы және күй теңдеуі
Біз мектепте көбіне идеал жүйелердің заңдылықтарын оқимыз. Ең алдымен
идеал газдың заңдылықтарын еске түсірейік. ... газ деп ... ... ... потенциалы жоқ, әсерлесу тек молекулалар өз-ара
соқтығысу кезінде ғана болатын газды айтады. Егер біз ... ... ... ... ол теңдеуден газда болатын процесстердің, және басқада
заңдылықтарын шығарып алуға болады.
Идеал газдың күй теңдеуін ... ... ... ... деп
атайды. Массасы m-ге тең газ үшін бұл теңдеуді былай ... (m/м) ... ... ... ... Т-температурасы, м-газдың бір молінің
массасы, Дж/(моль. К)-универсал газ тұрақтысы – Больцман ... ... ... ... ... келтірілген k,N-
шамалары да барлық газдар үшін тұрақты болғандықтан R-ді универсал тұрақты
деп ... Егер де біз ... тек бір ... ғана ... ... ... мына ... жазамыз:
PV=RT, ... ... ... үшін ... ... ... ... сипаттайтын
теңдеулерді осы (1) немесе (2) теңдеулерден шығарып көрейік.
1. Изобаралық процесс газ ... ... ... жағдайда жүреді:
P=Const, онда (2) теңдіктен осы процесстің теңдеуін аламыз:
V/T= Const. Мұны Гей ... заңы деп ... ... ... газ ... ... болған жағдайда жүреді.
V= Const, онда (2) теңдіктен оның теңдеуін аламыз:
Р/T= Const . Мұны ... заңы деп ... ... ... газ температурасы тұрақты болған жағдайда жүреді:
T= Const, онда (2) теңдіктен оның теңдеуін аламыз:
Р/V= Const. Мұны ... ... заңы деп ... осы ... ... да кез-келген политроптық процесстердің де
теңдеулерін осы (2) теңдікпен термодинамиканың 1 – бастамасына сүйеніп ... ... ... ... ... ... да ... құбылыстардың сипаттамаларын
түсіндіргенде күй теңдеулерінің ролі өте үлкен.
Ал, табиғатта бар реал ... ... ... де ... ... тауып, оларды пайдаланудың ролі аса зор екенін айрықша айтқан
жөн. Ол ... ... жолы тек ... ... ... ... оларды табу статистикалық физикада да өте күрделі мәселе. Оның
ең басты қиындығы дене ... ... ... аналитикалық
түрін табудың күрделілігінде жатыр. Осы уақытқа дейін реал ... ... ... түрі әлі ... ... ... бұл физиканың
актуальді мәселесінің бірі. Әр зат ... ... ... күй ... ... қолданып келеді. Ол теңдеулерді ... ... ... энергетикада, т.б. да кеңінен қолданады.
Ал, күй теңдеуі молекулалардың арасындағы әсерлесу потенциалымен тығыз
байланысты. Сондықтан молекулалардың әр ... өз күй ... ... ... ... мен ... үшін ... теңдеу жоқ.
Молекулалардың ара қашықтығы өте аз болған жағдайда олардың арасында тебісу
күші бар. Өйткені әр молекула өзі алып жатқан ... ... ... ... Ал екі молекула осы қашықтықтан алыстай ... ... ... ... ... ауыса бастайды. Бірақ ара
қашықтық молекуланың 23 радиусындай жерге ... ... ... ... ... айналады. Байланыс потенциалының молекула
арақашықтығына байланысы мына 1- суретте берілген.
Егерболса, ... ... - ... ... ал
болғанда тартылу күші әсер етеді. Дәлірек айтқанда, бұл әсерлесу әр
молекула түрі үшін ... ... ... ... ... ... ... көп. Солардың ішінде ең ... ... ... ... мен ... –Ваальс потенциалы
болып табылады. Бұл потенциалды жазғанда молекулалар арасында тек ... қана ... бар деп ... Шындығын алғанда олардың
арасында көп бөлшекті әсерлесу де бар. ... ... ... ... ... роль атқаруы мүмкін. Ал потенциалдардың тартылыс ... ... ... ... ара қашықтықтарының алтыншы дәрежесіне кері
пропорционал кемиді:
(3)
Яғни, потенциал молекулалар қашықтаған сайын тез әлсіреп жоқ ... ... ... ... - ... ... да, молекулалардың
кинетикалық энергиясы - оң таңбалы. Егер берілген молекулалар жүйесі үшін
кинетикалық және потенциалдық энергиялардың ... оң ... ... ... ... үлкен қашықтыққа тарап кетеді, яғни, газ өз бетінше
ұлғайып кетеді. Ал ... ... ... ... онша ... ... сұйықтағы кинетикалық және потенциал энергияларының ... ... ... ... мәнді. Олай болса сұйық көлемі ... ... ... ... күй теңдеуін жазу үшін, дегенмен, молекулалар
арасындағы осы әсерлесуді еске алғанда, ... мына ... ... ... аламыз, яғни оны Клапейрон –Менделеев теңдеуі түрінде, көлем бойынша
қатарға жіктейміз:
(4)
Бұл жердегі (T) вириал коэффиценттер. ... ... ... вириал коэффиценттерін табу өте қиын мәселе. Іс жүзінде бұдан
шығатын жуық теңдеуді пайдалануға ... ... ... ең ... - ... ... ... қасиеттерін есепке алатын көрнекті
теңдеу ол ... ... ... теңдеуде вириал қатарының (4) оң
жағындағы екінші мүшені ғана, яғни ... ... анық ... ... ... ... ... кері мүшеден басталатын барлық қосымшаларды
алып тастаймыз.
Сөйтіп, реал газдар үшін теңдеуді оңайлатып (5) ... ... ... бар. ... бір ... ... ... белгілі бір
көлемі бар екенін білдіреді. Молекулалардың ... ... ... ... ... Ал ... ... өз ара тартылыс әсерлесуінен туатын ішкі қысымның ... ... Газ ... ... қондырғының қалақшасына келіп
соғатын молекулалар импульсін молекулалардың өз ара тартылыс күші аздап
азайтады. Осы ... (5) ... «а» ... ... ... ... осы теңдеудің қолданылу ауданы әлде қайда кең екені
белгілі болып отыр. Бұрын оны тек бір ... ... ... ... ... ... жүйелердің сұйық және газ ... ... ... ... ғана ... келген. Бұл жұмыстағы біздің
негізгі мақсатымыз осы ... екі ... ... ... ... және ... күйлерінің физикалық барлық
қасиеттерін табуға, түсіндіруге қолдану.
Әсіресе ол ... ... ... ... ... ... пайдаланамыз. Инертті газдарды толық сипаттайтын
барлық термодинамикалық ... ... екі ... ... ... ... өрнектеледі. Ол екі параметр 1 - суретте берілген
әсерлесудің радиусы мен ... ... W. Бұл ... лабороторияларында түрлі әдіспен табылған, олардың орташа мәндері
1- кестеде берілген. Сонымен ... сол ... ... ... 1 моліне
сәйкес келтірілген параметрлері мен берілген.
1 ... ... ... үшін екі бөлшектің ... ... мен ... ... |Ne |Ar |Kr |Xe |
|, А |3.09 |3.76 |4.01 |4.36 ... Mэв |3.64 |12.3 |17.3 |24.4 ... K |42 |143 |200 |278 |
| |20.2 |37.1 |43.0 |47.1 |
| |17.08 |32.0 |38.8 |49.9 ... W ... ... неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe
инертті газдардағы екі ... өз ара ... ... ... ... теңдеуіндегі параметрлер «а» мен «b» табылған. ... - ... ... Осы кестеде сондай ақ осы параметрлердің келтірілген
мәндері a/W, b/берілген.
2 Кесте. ... ... үшін ... ... ... ... ... мәндері.
|Параметрлер |Ne |Ar |Kr |Xe ... |
| |0.21 |1.35 |2.32 |4.19 |– |
| |16.7 |32.0 |39.6 |51.6 |– ... * |3.45 |3.57 |3.59 |3.57 ... ... |0.941 |1.000 |1.020 |1.033 ... ... ... біз Ван-дер-Ваальс теңдеуіндегі параметрлердің
келтірілген мәндері, яғни ... ... ... келетін потенциал
параметрлеріне қатынасы барлық газдар үшін ... ... ... ... Бұл ... ... ... 12 проценттен аспайды. Ол
қателіктер тәжрибелерде мен W параметрлерін анықтаудың ... ... ... ... инертті газдар үшін бірдей болып өз ара сәйкес келетін
осы газдардың кризистік нүктесінің параметрлерін де ... ... ... деп ... ... сипаттайтын үш параметірдің T, V, P
белгілі бір мәндерінде газдың сол жүйенің сұйық күйінен ... ... ... ... Сол нүктедегі осы үш параметрдің мәндерін былай
деп белгілейтін боламыз.
Қысымның, көлемнің және температураның осы ... ... ... үш параметрдің жоғарғы мәндеріне дейін ол заттың ... пен ... ... ... еш бір ... жоқ ... белгілі.
Математика тілімен айтқанда осы кризистік нүктеде температура тұрақты
болғанда қысымның ... ... ... Олай ... ... ... P/ д V) =0 және ... ... ... ... ... ... үш параметрдің кризистік нүктедегі мәндерін табамыз.
(8)
Газды сипаттайтын ... ... ... екі молекулалық әсерлесуді сипаттайтын а мен b шамалары
арқылы өрнектеледі. Олай ... ... ... ... ... ... де молекулалардың макроскоптық әсерлесу арқылы анықталады
екен. Ал, осы үш параметрдің төмендегі қатынасы молекулалардың әсерлесуін
сипаттайтын шамалармен ... ... ... тек газдардың универсал тұрақтысына ғана кері пропорционал.
Бұдан біз ... ... ... ... ... ... инертті
газдар үшін көрсетілген біртұтас келісілген масштабты схема осы газдардағы
кризистік ... үшін де ... Бұл ... дұрыс екендігіне
төменгі 3- кестеде келтірілген шамалардың мәндерінен көз жеткізуге болады.
Бұл ... ... ... ... ... ... , ... бойынша алынған келтірілген мәндері берілген.
3 Кесте. Кризистік параметрлер және олардың келтірілген мәндері
|Параметрлер |Ne |Ar |Kr |Xe ... |
| |44,4 |150,0 |209,4 |289,7 |– |
| |2,76 |4,90 |5,50 |5,84 |– |
| |42, |75 |91 |118 |– |
| |1,05 |1,06 |1,04 |1,02 ... |
| |2,50 |2,34 |2,34 |2,36 ... |
| |3,4 |3,5 |3,2 |3,5 ... ... біз ... газдар үшін анықталған шамалардың үйлесімді масштабы
және оның ... өте ... ал оның ... ... бар ... ... ... Әсіресе соңғы салыстырмалы шамалар барлық газдар үшін
бірдей. Бұл шамалардың ауытқуы ең ... ... ... мен ... ауытқуы арқылы анықталады. Сөйтіп келтірілген термодинамикалық шамалар
барлық ... ... ... ... ... үшін айырымы жоқ екен.
Соңғы (8) теңдеуіндегі а мен b тұрақтылары әр ... ... ... газ ... ... ... газ ... -дан
басқаша. Олай болса универсал газ тұрақтысы R газдың әр моліндегі ... ... ... Онда ... ... R-дің ... газ тұрақтысын
жасаушы газдың құрылысын анықтайтын бөлшек санының ... ... ... ... газ ... ... ... құрылыс кірпіші – ... ... саны ... деп ... керек. Кризистік күйден
өткеннен соң кластер ыдырап құрылыс кірпішінің саны көбейе бастайды. Сөйтіп
R-дің мәні арта ... де оның мәні ... ... ... Әдетте
кризистік күйге жақын жағдайда болатын құбылыстарды ... ... жүйе үшін ... ... газ тұрақтысын пайдаланады. Ал біздің
жағдайымызда R мәні барлық инертті газдар үшін бірдей болып ... ... ... шамаларда бірдей (әрине қателіктер шегінде алғанда).
Мұндай болудың себебі ... ... ... ... ... және одан ... молекулалардың бір-біріне ұқсас
болуында. Олардағы электрондар қабықшасы толығымен ... ... бос ... жоқ. ... ... ... ... қатысуы
өте қиын мәселе. Сол себепті оларды инертті газдар деп атаған. Ол газдардың
физика –химиялық қасиеттері өте ... Егер де ... өте ... ... молекулалардың әр сорты үшін әр түрлі күй теңдеулерін
жазуға тиіспіз. Күйдің дәл ... ... ... ... ... ... өрнектеледі. Міне сол себепті осы уақытқа дейін әр
түрлі ... ... ... ... ... ... ... пайдаланып келген. Сөйтіп, инертті газдар үшін жай газ ... ... ... біртұтас үлесімді масштабта болса, онда сұйық
бетіндегі қаныққан ... ... де ... ... параметрлерімен
сипатталуы тиіс. Сол тәрізді осы газдардың қатты ... ... ... ... айналасындағы құбылыстарда осы суреттемеден сыртқа
шықпауы тиіс. Біз бұл ... ... ... ... ... қарлдыра
тұрып, бір айрықша мәселеге тоқтала кетпекпіз. Атап айтқанда радон Rn газы
да инертті газ ... ... Біз, ... оның ... ... ... Оның себебі қазірге дейін радонның атомдарының өз-ара
әсерлесуі жөнінде тәжірибеден ... ... жоқ. Оның ... бұл ... ... оның ... мөлшері зерттеушілер қолына
түсе бермейтінінде болу керек. Дегенмен кейінгі кезде ... өте ... ... ... ... ... бастады. Оның үстіне
жалпы инертті газдардың бәрінің параметрлері біртұтас үйлесімді масштабта
деп есептесек, онда радон ... ... ... ... апроксимациялауға болады. Дәл осылайша табылған радон атомдарының
параметрлерінің мәндері мен олардың ... ... ... берілген.
Сонымен қатар осы апроксимация әдісімен табылған а мен b ... және ... ... де осы ... ... ... ... әсерлесуінің параметрлері.
|Параметрлер ... ... ... |
| |377 ... |
| |6.6 ... |
| |62.4 ... |
| |6.28 ... |
| ... |– ... Mэв ... |– ... ... ... тәжірибелерден осы кезге дейін анықталмаған
радон ... ... ... ... және ... мәндерін осы скейлингтік әдіспен тауып отырмыз. Бұл ... ... ... ... газдардың параметрлері өзгеруінің жалпы
заңдылықтарына бағынып тұр. ... ... ... мәндері басқа
инертті газдардағы мәндермен тең ... ... өте ... Ал ... қателігі 45 проценттен аспайды.
Сонымен жоғарыда жасалған ... ... ... ... көптеген термодинамикалық параметрлерді тәжірибеде өте жақын
және түсінікті түрде көрсетті. Мұндай мәселенің үйлесімді ... ... ... деп ... ... газдардың атомдарының өзара әсерлесуі енгізілетін
потенциалдың түріне ... ... т.б.) ... емес ... бұл ... потенциалдың екі ғана параметрін , W ... ... ... ... ... ... ғана еске алынды. Әсерлесудің
үлкен радиусты ... ... ... жоқ. ... ... т.б.
микропараметрлерге еш байланысы жоқ деп есептедік. Олай ... ең ... ... ... ғана ... яғни ... күшін бұл жағдайда
қаныққан күш деп атайды. Мұның ... ... ... ... ... формалы болуынан деп есептеуге болады.
2) Сөйтіп, ... ... ... ... есептен шығарып
тастауға болады.
3) Кванттық эффекттерді де еске алғанымыз жоқ.
4) Сонымен бірге үш, ... т.б. көп ... ... түрлерінде
есепке қосқанымыз жоқ.
Б.М.Смирнов осы ... ... өте ... ... ... сипаттау үшін Леонард-Джонс потенциалы жақсы
келмейтінін жақында көрсеткен. Ал қысқа ... екі ... ... ... ... ... өте ... екенін біз көріп
отырмыз.
Мұндай анализді сфералық молекулалары бар басқа екі атомды жүйелерге,
әсіресе ... ... ... ... ... ... ... фуллерен молекулалары үшін де өте қолайлы екенін Елецкий А.В.
мен ... Б.М. ... ... ... отырған әдісіміз сфера түріндегі молекулалары
бар жүйелер үшін кеңінен ... ... Тек бұл ... ... ... әсерлесу молекуланың спиндік бағытталуына байланысы ... ... ... ... молекулалары еркін айналып жүретіндей
күйде болса жетеді. Ал егер ... ... ... ... ... потенциалы күрделі бола бастайды. Мұндай жүйелердің сыры тіптен
басқаша.
Пайдаланылған әдебиеттер
1.Матвеев А.Н. Молекулярная ... М. ... R.C. , Parasite I.M. , Poling B.E. The ... of goes ... ... ... V.A. ... properties of Ne, Ar, Kr, Xe, W.
1988.
4. Смирнов Б.М. Успехи физических наук. 1994, 164, ... ... А.В., ... Б.М. Успехи физических наук 1995, т ... ...

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 10 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 200 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Динамикалық жүйелер5 бет
Ағарту мен классика ғасырындағы мәдениет 12 бет
Жұмабаев Мағжан Бекенұлы11 бет
"Экологиялық нормалау түрлері."6 бет
"экспертті жүйенің қолданылу аудандары"5 бет
Linux файлдық жүйелеріне жалпы мәлімет4 бет
SCADA жүйелері15 бет
VP-Expert эксперттік жүйенің жазбасы10 бет
VP-Expert эксперттік жүйенің жазбасы жайлы6 бет
VP-Expert эксперттік жүйенің жазбасы туралы4 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь