Агрекаттық күй

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Агрегат - (лат. aggrego-қосамын, жалғастырамын) .

1) . Техникада - тиімді нәтиже алу мақсатында әр түрлі машиналарды немемсе ақпараттарды бір жүйелеп топтастыру (мысалы, труба прокаттау А-ы) «А» термині машинаның жекелеген көмекші элементтерін атау үшін де қолданылады. Мысалы карбюратор іштен жанатын двигетельдің агрегациясы болып саналады.

2) . Петрография мен минерологияда - жеке минералдар мен табиғи минералдық құрандылардың қосындысы. Бір минералдан кристалдан құралған А. Күрделі А. деп аталады.

Затты бір агрегаттық күйден екінші күйге көшіру үшін оған не энергия беру керекбне болмаса одан энергияны алу керек. Сонымен денеге энергияны бере отырып, оны қатты күйден сұйық күйге, сұйық күйден газ тәрізді күйге айналдыруға болады. Керісінше, энергияны бөліп алғанда, мысалы, газдан сұйық, ал сұйықтан қатты дене алуға болады. Заттың мұндай бір агрегаттық күйден екінші бір агрегаттық күйге айналуы практикада кеңінен қоданылады. Металлургияда, мысалы әр түрлі қоспалар алу үшін металдарды балқытады. Электр станцияларның бу трубиналарында су қыздырып, алынған буды пайдалынады. Тоназытқыш құрылғыларынды сұйықталған газды қолданылады. Табиғатта агрегаттық күйлердің өзгеруі ұнемі әр түрлі болып тұрады. Осылай мұхит, теңіз, көл және өзендердің бетінен су буланады. Қыста өзендер мен көлдер қатаяды. Ол көктемде қар мен мұз ериді.

Газ (фран. Gaz, галланд ғалымы Я. Б Гелмоньт ұсынған) - жеке бөлшектері бір-бірімен әлсіз байланысқандықтан кезкелген бағытта еркін қозғалатын және өзіне берілген көлемге толық жайылып орналасатын заттың агрегаттық күйі. Заттың қатты күйіне қарағанда, газ молекуларының арақашықтығы, олар өз мөлшерінен әлдеқайда үлкен. Сондықтан газ молекуларының кинетикалық энергиясы олардың арасындағы тарту күшін жеңуге жеткілікті болады. Мндай газ молекулалар кез келген бағытта қозғалады. Газдың өзіне тән фолрмасы мен тұрақты көлемінің болмагы, газдың жалғыздығы өте аз болады. Аса жоғарғы температурада сұйыққа айналдырмай сызылған газдың тығыздығы қалыпты сұйық тығыздығынан артық болуы мүмкін. Қатты дене мен сұйық тәрізді . Газ молекулалары да үздіксіз жылулық қозғалыста болады. Газ молекулары бір-бірімен газ тұрған ыдыс қабырғаларымен соқтығысқанға дейінгі аралықта еркін жүреді. Осындай соқтығысулар нәтежиесінде газ молекулалары ретсіз қозғалады. Бөлме температурасындығы газ молекулаларының жылдамдығы сол газ ішіндегі дыбыс жылдамдығынан бір жарым еседей артық. Газдың өзі тұрған ыдысқа түсіретін қысымы газ молекулаларының сол ыдыс қабырғаларына жасайтын соққысы бойынше анықталады. Бұл қысымның шамасы ыдыс қабырғасының 1см. Бетінен 1 сек ішінен келіп түсетін молекулалардың санына және олардың кинетикалық энергиясыеа байланыстыб

Газ бөлшектерінің арасындағы өзара әсер күштері еске алынбай, молекулалардың соқтығысуын серпінді шарлар соқтығысы деп қарауға болатын идеал газкүйін сипаттайтын параметрлер арасындағы қатты газдардың кинетикылық теориясы бойынша анықтатаоады: pV=NKT, мұндағы N- газ молекуларының сны, К - Больцман тұрақтысы. Бұл қатты идеал газ күйінің теңдеуі деп те аталады. бұл теңдеу Бойль-Марриотт, Гей-Люссакжәне Авгадро заңдарында анықталған нәтижелерді қорытындылайды. Идеал газ моделі бойынша молекулалар арасындағы өзара әсер күштері тек соқтысу кезінде пайдаланды. Шындығында молекулалық күштер соқтығысы кезінде ғана емес, үнемі әсер етеді. Бір - бірінен белгілі бір уақытта тұрған молекулар бір-бірін тартады, ал олао соқтығысқан кеде бұл тартылу күштерінің орнына одан гөрі басымдау тебілу күштері пайда болды. Сондықтан идеал газ күйінің теңдеуіне реал газ қасиеттері еске алатын түзетулер енгізіледі, молекулардың мөлшері мен олардың арасындағы өзара әсер ету күштері ескерілетін реал газ күй Ван-дер Вальс теңдеуімен өрнектеледі. Жылулық тепе - теңдік бұзылса, диффузия, жылу өткізгіштік және қозғалыс мөлшерінің бір қабаттан екінші қабатқа берілуі тәрізді тасымалдау құбылыстары байқалады. Әсіресе газ, диффузия шапшаң өтеді. Қысым мен температураның белгілі бір мәнінде газ сұйыққа айналады. Сұйытылған газдар әр түрлі ғылыми - техника мәселелерді шешуде кеңінен қолданылады

Газ - металдағы метал кұрамында кездесетін газ тектес заттар. Олар металға пирометаллургиялық, электроликтік тәсілдер арқылы өндіру кезінде көп енеді. Металды термиялық немесе химия - термиялық өндеуде де газ енуі мүмкін. Метал құрамында қарапайым газдардан оттек, сутек, азот, ал күрделі газдардан су буы, күкірт қышқыл газы, көмір қышқыл газы, көміртек, тотығы немесе аммиак жиі кездеседі. Бұлар газ түрінде немесе газдардың қатты қосылыстары - тотықтар, нитриттер, гидриттер немесе металдың кристал торына енген газ атомдары, яғни металдағы ерітінділер түрінде болады. әдетте метал құрамындағы газ оның сапасына теріс әсер етеді. Сондықтан метал өндіру мен өндеу процестерінде газ енуін болдырмау үшін тиісті технологиялық тәсілдер:қорғаушы газ ортасын пайдалану, металды вакуумде балқытып құю, металды алдын ала қыздырып келтіру, балқыған металды тотықтардан тазарту т. б. қолданылады. Қатты металдар қайта балқытып, баяу суытып немесе вакуумде балқытып қайнату тәсілдері арқылы газдан тазартылады.

Сұйық - заттың қатты және газ тәрізді күйлерінің аралығындағы агрегаттық күйі. Сұйықта қатты дене мен газға тән қасиеттерден басқа оның өзіне тән ерекшеліктері ғана болады. Сондай ерекшеліктің бірі - сұйықтың аққыштығы. Қатты дене сияқты сұйық өз көлемін сақтайды, оның еркін беті болады және жан-жақты созылу кезінде үзілуге қарсылық жасайды. Екінші жағынан жеткілікті мөлшерде алынған сұйық өзі тұрған ыдыстың пішінін қабылдайды. Сұйықтың газға үздіксіз ауысуының принциптік мүмкіндігі сұйық және газ тәрізді күйлердің бір - біріне ұқсас екендігін көрсетеді.

Химия құрамы жағынан сұйық бір компоненті ажыратылады. Физ. табиғи сұйық қалыпты, сұйыққа сондай - ақ анизотропиясы күшті байқалатын сұйық кристалдар мен кванттық сұйықтарға бөлінеді. Барлық бір қалыпты сұйықтарға сонымен бірге қоспаларға да тән қасиет - олардың микроскопиялық біртектілігі мен сыртқы әсер болмаған кездегі изотротылығы. Мұндай қасиеттер сұйықты газға жақындатады, сонымен қатар сұйвқтың анизотроптық кристал, қатты денелерден өзгешілігін көрсетеді. Қазіргі көзқарас бойынша аморф қатты денелер аса салқындатылған сұйық болып есептелінеді. Аморф қатты дененің қалыпты сұйықтан өзгешілігі оның кинетикалық сипаттамаларының сан мәндерінде ғана болады. Сұйықтар мен кристалдарға молекула аралық өзара әсер күшінің табиғаты бірдей болады. Сұйықта күшті молекула аралық өзара әсердің болуы оның кез келген басқа бір ортамен шекарасында беттік керілудің болуын қамтамасыз етеді. Заттардың фазалық күйі ортаның физикалық жағдайына әсіресе температура мен қысымға тәуелді болады. Бұл тәуелділік молекулардың өзара әсерінің орташа потенциалдық энергиясының, олардың орташа кинетикалық энергиясы ның қатынасымен өрнектеледі. Сұйықтарда Е~1. бұл шарт сұйықтығы молекула аралық өзара әсері айтарлықтай екендігін көрсетеді. Сұйықтың көптеген микроскопиялық қасиеттері механиканың, физиканың және химияның әр түрлі бөлімдерінің әдістері арқылы сипатталып зерттеледі. Сұйық теориясын жасауда совет ғалымы Я. И. Франкель үлкен үлес қосты. И. З. Фишер, Л. Д. Ландау, Е. М. Липшиц .

Қатты дене - қалыпты жағдайда нақты формасы болатын және құрамында бөлшектері белгілі бір тепе - теңдік қалыптың маңында әлсіз тебілістер жасап тұратын заттар. Қатты дененің қасиетттері оның ішкі құрамындағы атомдар мен молкулалар еркін қозғала алмайды. Олар тек тепе - теңдік қалпыңың маңында әлсіз тебілістер жасайды және өз орнында айнала қозғалады. Орнынан ауытқыған бөлшекке оны қоршаған басқа бөлшектер тарапынан кері қайтарушы күш әсер етеді. Сөйтіп формасы өзгергенде қатты денеде серпімді күштер пайда болады. Сыртқы күштердің әсері болмаған кезде қатты дене молекулары орнын сирек ауыстырады. Қатты дене молекуларының арасындағы байланый күшінің шамасы үлкен болады. Сондықтан қатты денеде сыртқы әсерден пайда болған серпімді деформация оның құрамындағы бір молекулардан екінші бір молкуларға беріліп отырады. Сөйтіп әсерлескен жерден алыс жатқан молекуларда реакция күшін тудыруға қатысады. Бұл жағдай басқа агрегаттық күйдегі заттарда байқалмайтын қаттылық, беріктілік, серпімділік пластикалық қасиенттердің қатты денелердеболу себебін түсіндіреді.

Атомдарының тепе - теңдік қалыпта орналасу сипатына қарай қатты денелер кристалдар және аморф денелер болып бөлінеді. Кристал бөлшектері кеңістікте белгілі бір тәртіппен орналасады. Сондықтан оның қасиетттерінде кеңістіктік периодтық байқалады. Аморф дене атомдары кеңістікте хаосты түрде орналасқан нүктелер маңында тербеліс жасайды. Атомдар жиының негізгі энергетикалық күйі, атомдары дұрыс орналасқан белгілі бір анықталған күй болуға тиіс. Ал аморф денелер термединамика тұрғысынан әрқашан белгілі бір метастабильді күйде тұрады. Ол уақыт өткен сайын кристалдана бастайды. Алайда қалыпты жағдайда жүйенің тепе - тең күйге ауысууақыты оның метастабильді күйдегі сипаты байқалмайтындай өте үлкен болады. Сол себептен аморф денелер іс жүзінде шексіз ұзақ уақыт бойы орнықты, қатты дене болып саналады. Ретсіз орналасқан ұсақ кристалдардан құралған поликристалдар қасиеті жөнінен кристалдар мен аморф денелердің аралығында жатады. Қатты денелердің құрылымының қатаюы процесінің өту ерекшелігіне, балқыманың құрылымы мен табиғатына байланысты анықталады. Қатты дене физикасында кристалдар теориясы енді жасалып келеді.

Қатты денедегі байланыс түрлері. Микрокристалдың механикалық, электрлік қасиеттері оның осьтері мен оған әсер етуші күштер бағытының орналасуына тәуелді. Аморф денелер мен поликристалдардың мұндай қасиеттері барлық бағытта бірдей болады. Кристалдарда алсытық байланыс үстем болғандықтан олар механикалық жағынан тұтастық қасиет білдіреді. Сондықтан кристалдық тор тербелісі барлық атом қатынасатын толқындық процесс ретінде қарастырады.

Мұндай толқының төменгі жиектері дыбыс тербелісінің аймағында жатады. Сол себептен кристалдағы жылулық қозғалыс газдағыдай молекулалардың хаосты қозғалысы емес. Кристалдық тордағы түрлі бағытта өтетін тербелістер жиындағы болып есептелінеді. Бұл тербелістердің жиілігі әр түлрі болады. Жиілікке шамамен мөлшеріндегі энергия сай келеді. Жылулық тербелістер кездейсоқ пайда болып және жойылып отыратын тербелмелі процестердің жиыны. Сондықтан кристалдағы жеке атомнығ жылулық қозғалысын сұйық пен газдағыдай етіп, басқа атомдар қозғалысынан тәуелсіз қарастыруға болмайды. Сұйыққа не газы айналған кристал қатты денелердің барлық қасиеттері мерпемелі түрде өзгереі. Бұл кезде жұтылатын балқу жылуы түгелдей кристалдық торды бұзуға жұмсалады. Аморф денелердегі фазалық ауысуларда зат қасиетінің секірмелі түрде өзгеруі байқалмайды. Жылулық қозғалыс үдеген сайын мұндай заттар біртіндеп жұмсара береді. Ауысу аймағының маңында зат қасиеттері секірмелі түрде болмағанмен едәуір тез өзгереді.

Кристалдардың көп жақты сыртқы формасының түрліше болып келуі, олардың химиялық құрамында ғана емес, ондаған бөлшетердің өзара орналасу тәртібіне де байланысты болады, яғни бір ішкі құрылыс заңына бағынады. Оны осы тұрғыдан кристаллография деп атайды.

Қатты дене қасиеттерінің табиғатын тек квантық механиканың көмегімен ғана тереңірек түсінуге болады. Қатты дене атомдары мен молекулалары негізінен бір - бірімен түрліше әсерлеседі. әр түрлі химиялық байланыс күштері квантық химиядағы жуық тәсілдерінің көмегімен бірнеше топқа бөлінеді. Бір - бірімен байланысқа атомдағы электрондар оның бірінен екіншісіне ауысқанада, әр аттас зарядты екі ион пайда болады. Осы иондар арасындағы тартылыс күші иондық байланыс деп, ал мұндай кристалдар иондық кристал деп аталады. Мысалы бұл типтегі кристалдарға кристалы жатады.

Ковалентті кристалдағы көрші орналасқан атомдардың валенттік электрондары ортақ болады. Ковалентті байланыстың электрондық тығыздығы жоғары және оның белгілі бір бағыты болады. Мысалы алмастың құрылымы осы байланысқа жатады. Металдық кристалдадың бәрі электрондық теория бойынша теріс зарядты «электрондық газдағы» катион торынан тұрады. Сыртқы электрондарынан айырылған оң зарядты метал атомдарын бір - бірімен біріктіріп тұрған дәнекер - осы «электрондық газ». Барлық металл кристалдары негізінен металдық байланыстың нәтижесінде пайда болды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.