Сұйықтар. Қатты денелер туралы ақпарат

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Ғылым және Білім министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы университеті

БӨЖ

Тақырыбы: Сұйықтар. Қатты денелер.

Орындаған: Мұханова М. А

Тобы:БЛ - 409

Тексерген: Рахимбердина А. Т

2015 ж

ЖОСПАР

Сұйықтар
Қатты денелер.
Қысымның қатты денелер, сұйықтар және газдар арқылы берілуі.
Қатты дене динамикасы.
Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Сұйықтарда молекулалар бір - біріне өте тығыз орналасқан. Сол себепті, сұйықтардағы 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.

Сұйықтың беткі қабатында болатын молекулалық тартылыс күштері

сұйық массасының ішіне қарай бағытталады. Егер, сұйыққа ешбір басқа күш әсер етпесе, онда молекулалық тартылыс күштері бетке перпендикуляр (нормаль) бағытпен әсер еткенде ғана сұйық беті тепе-теңдік қалыпта бола алады. Сыртқы күштер әсер етпейтін сұйық массасы молекулалық қысым күштерінің әсерінен сфералық формаға келуі керек. Сұйықтың ауырлық күшінің рөлі аз болатын кішкене тамшысы шынында дұрыс сфера түрінде болады.

Көлемдері бірдей геометриялық денелердің ішіндегі беті ең кішкене

болатыны - сфералық емес формадан сфералық формаға көшкенде оның беті кішірейе береді. Олай болса, егер сұйықтың беті жиырылуға тырысатын керілген қабыршықпен қапталған деп есептегенде осы қабыршақ сұйық бетіне қандай әсер ететін болса, сұйықты сфералық формаға келтіретін молекулалық қысым күштері сұйыққа сондай әсер етеді.

Керілген қабыршақты тепе-теңдік қалыпта ұстап тұру үшін сұйық

бетіне жанама бағытпен оның шекара сызығына (2. 2. 1-сурет) күш түсіру керек; бұл күш беттік керілу күші деп аталады.

Қабыршақтың шекара сызығы неғұрлым

ұзын болса, бұл күш те соғұрлым үлкен

болады:

Сұйықтың табиғатына байланысты болатын

коэффициент беттік керілу коэффициенті

деп аталады. (1) өрнектен мынаны жазуға

болады

Сонымен беттік керілу коэффициенті сан жағынан сұйықтың беттік қабыршағының жиек сызығының ұзындық бірлігіне түсетін күшке тең.

Әрбір сұйықтың беттік керілу коэффициенті температураға тәуелді болады: температура жоғарлаған сайын ол кеми береді.

Сұйықтың қабыршағының бетінің ауданын бір шамаға арттырғанда істелетін жұмысты анықтайық. Бұл үшін күшін жұмсап қабыршақтың шекарасын (2. 2. 2-сурет) өзіне параллель етіп кесіндіге жылжытайық. Сонда істелген жұмыс мынаған тең болады

Бірақ өрнек бойынша , сонда мынау шығады:

көбейтінді қабыршақ ауданының өсімшесі болып табылады, сондықтан

Бұл жұмыс қабыршақ энергиясын шамаға арттыруға жұмсалады, бұдан

немесе

энергия қабыршақтың ішкі энергиясының изотермиялық процесс кезінде жұмысқа айналуы мүмкін болатын бөлігі болып табылады. Термодинамикада энергияның бұл бөлігі еркін энергия деп аталады.

(2. 2. 4) өрнектен беттік керілу коэффициентінің тағы бір мынадай анықтамасы шығады: беттік керілу коэффициенті сан жағынан алғанда беттік қабыршақтың бос энергиясының өзгеруінің осы қабыршақ ауданының өзгеруіне қатынасына тең болады.

Беттік керілу заттың сұйық күйіне тән көптеген құбылыстарды, мысалы, сұйықтар тесіктен ағып шыққанда тамшының пайда болуы, көбіктің пайда болуы, тағы осылар сияқты құбылыстарды түсіндіреді.

Қондырғының сипаттамасымен өлшеу әдісі

Қондырғы күйентесінің бір жақ басына сақина ілінген техникалық

таразыдан тұрады. Сақина астына ішінде зерттелетін сұйығы бар ыдыс штативке бекітіліп қойылады (2. 2. 3-сурет) . Егер сақинаны сұйық бетіне жанастырып тигізсек, онда сақина сұйыққа жабысады. Бұдан соң сақинаны сұйық бетінен ажыратып алу үшін күш жұмсалады. Сақинаның ішкі диаметрі , ал сыртқы диаметрі болса, онда жанасатын шекара ұзындығы

болады. Онда беттік керілу коэффициенті

екендігін көреміз.

Қатты денелер. Қатты денелердің атомдары немесе молекулалары, сұйықтардікіне қарағанда, белгілі бір тепе - теңдік қалыптың маңында тербеліп тұрады

Қатты денелердің, сұйықтардың және газдардың барлық қасиеттері олардың құрылысына байланысты болады. Сондықтан біз ең әуелі оларды құрайтын молекулалардың қалай орналасқанын, қалай қозғалатынын және бірімен - бірі қалай әрекеттесетінін, қатты денелердің, сұйықтар мен газдардың негізгі қасиеттерін еске түсірейік.

Алақаныңды жоғары қаратып, сол қолыңды үстелге қой. Кітапты алақаныңа қырымен қойып, оны оң қолыңмен төмен қысып бас.

Сол қолың қысымның артуын сезе ме? Енді кітапты алақанға емес, үстелге қой. Бір қолыңмен кітапты үстінен ақырын бас, екінші қолыңды кітаптың қырына тигізіп ұстап тұр. Осы кезде қол қосымша қысымды сезе ме?

Міне, осы тәжірибені жасай отырып, кітаптың өзіне түсірілген қысымды бір бағытта ғана тарататынына көз жеткізуге болады.

Ал енді сұйықтар мен газдарда қысымның берілуі басқаша болады. Сұйықтар мен газдар қысымды, қатты дене сияқты бір бағытта ғана емес, жан - жаққа бірдей таратады.

Паскаль шары деп аталатын құралмен тәжірибе жасап көрейік. Ол бір жазықтық бойында орналасқан саңылаулары бар шардан және поршеньді цилиндрден тұрады. Егер шарға су немесе түтін толтырып, поршеньді бассақ, шардың саңылауларынан су немес түтін барлық бағытқа бірдей ұзындықта шапшып немесе будақтап шығатынын байқаймыз. Бұдан қысымның барлық бағытқа таралып қана қоймай, оның мәнінің де бірдей болатыны көрінеді. Бұл сұйықтар мен газдардың өзіне түсірілген қысымды барлық бағытқа бірдей жеткізетінінің дәлелі.

Көптеген бақылауларға сүйене отырып, француз ғалымы Блез Паскаль сұйықтар мен газдардың қысымды барлық жаққа бірдей жеткізетінін дәлелдеді.

Сұйыққа немесе газға түсірілген қысым осы сұйықтың немесе газдың әрбір нүктесіне өзгеріссіз беріледі. Бұл қағида Паскаль заңы деп аталады.

Қысымның қатты денелер, сұйықтар және газдар арқылы берілуі. Паскаль заңы - Қатты денелердің, сұйыктардың және газдардың барлыкқ қасиеттері олардың құрылысына байланысты болады. Сондыктан біз ең әуелі оларды құрайтын молекулалардың қалай орналасқанын, қалай қозғалатынын және бірімен-бірі қалай әрекеттесетінін, қатты денелердің, сұйықтар мен газдардың негізгі қасиеттерін еске түсірейік. Мынадай тәжірибе жасайык. Алақаныңды жоғары қаратып, сол қолынды үстелге қой. Кітапты алаканыңа қырымен қойып, оны оң қолыңмен төмен қысып бас.
Сол қолың қысымның артуын сезе ме?Енді кітапты алақанға емес, үстелге қой. Бір қолыңмен кітапты үстінен ақырын бас, екінші қолыңды кітаптың қырына тигізіп ұстап тұр. Осы кезде қол косымша кысымды сезе ме?
Міне, осы тәжірибені жасай отырып, кітаптың өзіне түсірілген қысымды бір ғана бағытта (сыртқы әрекет күшінің бағытында ғана) тарататынына көз жеткізуге болады.
Мұны қатты денені құрайтын молекулалардың белгілі бір ретпен орналасатыны және олардың кандай да бір нүктенің төңірегінде тербеліп қана қозғалатыны әрі молекулалардың осы нүктеден алыс ұзап кете алмайтыны аркылы түсіндіре аламыз. Ал енді сұйықтар мен газдарда кысымның берілуі басқаша болады. Сұйықтар мен газдар қысымды, қатты дене сияқты бір бағытта ғана емес, жан-жакка бірдей таратады.
Ауаның кысымды барлық жаққа бірдей жеткізетінін балалар ойнайтын резеңке шарды, колдопты және т. б. үрлеген кезде бақылауға болады. Үрлеген кезде ауаның бір бағытта берілетініне қарамастан, шар немесе доп барлык бағытта біркелкі ұлғаяды. Бұл - қатты дененің қысымды жеткізу процесінен мүлдем өзгеше кұбылыс.
Паскаль шары деп аталатын құралмен тәжірибе жасап көрейік. Ол бір жазықтық бойында орналасқан саңылаулары бар шардан және поршеньді цилиндрден тұрады. Егер шарға су немесе түтін толтырып, поршеньді бассақ, шардың саңылауларынан су немесе түтін барлық бағыт-бірдей ұзындықта шапшып немесе будактап шығатынын байқаймыз. Бұдан қысымның барлық бағытқа таралып қана қоймай, оның мәнінің де бірдей болатыны көрінеді. Бұл сұйықтар мен газдардың өзіне түсірілген қысымды барлық бағытқа бірдей жеткізетінінің дәлелі.
Көптеген бақылауларға сүйене отырып, француз ғалымы Блез Паскаль сүйықтар мен газдардың кысымды барлық жаққа. бірдей жеткізетінін дәлелдеді. Сұйыққа немесе газға түсірілген қысым барлық бағыт бойынша өзгеріссіз беріледі. Бұл қағида Паскаль заңы деп аталады.
Сұйықтар мен газдардың қысымды барлық жаққа бірдей жеткізе алуы оларды құрайтын молекулалардың еркін қозғалғыштығымен түсіндіріледі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.