6,023 10 Град град град

(16) өрнекке Больцман тұрактысын қойсақ, мынау шығады

* Л к Т (18)

Бұл өрнектен молекулапардың ілгерілемелі қозғалысының

орташа кинетикалық энергиясы абсолют температураға тура

пропорционал болатынын, молекуланың массасына тэуелсіз екенін

көреміз.

Сонымен, температуралардың абсолют шкаласынын (Кельвин

шкаласының) тікелей физикалық мағынасы бар екенін көреміз.

Температураның абсолют нолінде (18) өрнек бойынша молекула-

лардың ілгерілемелі қозғалысы мүлде тоқтайды. Іс жүзінде

температураның абсолют нолінің болуы мүмкін емес екендігін

ілгеріде көреміз.

112

Алайда, абсолют нольдің өзінде де молекулалар мен

атомдардың ішінде қозғалыстың кейбір түрлері сақталып қалады,

демек абсолют нольде де материяныц ішкі қозғалысы

тоқгалмайды.

Жоғарыда келтірілген қорытындьшар молекулалардың ілгері-

лемелі қозғалысының орташа кинетикапық энергиясын ғана емес,

газдың молекула-кинетикалық жаратьшысын сипаттайтын басқа

шамаларды да анықтауға мүмкіншілік береді.

(16) өрнектен молекулалардың жылдамдықтары квадратының

орташа мәні мынаган тең:

V— = -ъ--к-т- , тЛГ

мүндағы ш - бір молекуланың массасы, N - бір грамм-

молекуладағы молекулалардың саны, бүдан т К көбейтіндісі - ц

молекулалық салмақ екендігі көрінеді, енді молекулалардың

ілгерілемелі қозғалысының орташа квадраттық жылдамдығының

өрнегі мына түрде жазылады:

ягни газ молекулаларының ілгерілемелі қозғалысының

квадраттық жылдамдығы газдың абсолют температурасының квадрат

түбіріне тура пропорционал, оның молекулалық салмағының квадрат

түбіріне кері пропорционал болады.

( 12 ) өрнектен бір көлем бірлігіндегі молекулалардың п0

санының өрнегін табамыз:

Бүл өрнекке (18) өрнектен »-нің мәнін қойсақ, мынау шыгады:

Осы өрнектен қысымдары мен температуралары бірдей

болғанда газдардың барлығының да көлем бірлігіндегі

молекулаларының саны бірдей болады деген қорытынды шығады (бүл

нәтиже тікелей Авогадро заңынан да шығады). Қалыпты жағдайларда,

яғни Р = \ат = 1,01 105Па және Т=273°К болғанда, кез келген газдың

1м3 көлемінде

(19)

3 Р

Р (20)

л0 = 2,7 1026лГ3

молекула болады; бүл сан Лошмидт саны деп аталады.

113

§4. Температура. Температуранын тәжірибелік және

абсолюттік шкалалары. Термометрлер.

Температура ұғымының анықтамасына мына төмендегідей

пікірлер арқылы келуге болады. Егер бір-біріне жанасқан бірнеше

дене жылулык тепе-тең күйде тұрған болса, яғни жылу беру аркылы

энергия мен алмаспаса. онда мұндай денелердің температурасы

бірдей болады деп есептейміз. Денелер арасында жылу контактісін

орнататын болсак, онда олардың біреуі жылу берілу арқылы,

екіншісіне энергиясын берсе, онда бірінші дененің температурасы

екіншісінікінен жоғары болып есептеледі. Денелердің көлемі, электр

кедергісі жэне т.с.с. бірқатар қасиеттері температураға тәуелді

болады. Осы касиеттердің кез-келгенін температураның сандық

анықтамасын жасауға пайдапануға болады.

Температураны өлшеуге арналған денені термометрлік дене

деп атайды. Термометрлік денені ери бастаған мұзбен жылулык

тепе-тендікке келтіріп, осы жагдайдагы оның температурасын 0 ° деп

апады да, дененің температурасын өлшеу үшін пайдаланғымыз келіп

отырган дене касиетін ягни температуралык белгісін санмен

сипаттайды. Дененің осындай белғісі ретінде оның көлемі таңдап

алынсын дейік. Онын 0°-тағы мэні У0 болсын. Бұдан кейін осы денені

атмосфералык кысымда кайнап жаткан сумен жылулык тепе-теңдікке

келтіріп, оның осы кұйдегі температурасын 10 0 °-ка теңестіріп, осыган

сәйкес оның V100 көлемін аныктайык. Біздің таңдап алган

температурапық белгіміз (қарастырылып отырған мысалда - көлем)

температурамен сызыкты түрде езгереді де термометриялық дененін

келемі V болатын осы күйдің температурасын

1° - У ~ У° 100° ( 2 1 )

'V10 0 - V'0

деп жазуымызга болады.

Осылайша анықталған температуралык шкаланы Цельсий

шкаласы деп атайды.

(2 1 ) өрнекке ұксас катысты, температураны өлшеуге көлем емес,

кандай да бір басқа температуралык белгі апынатын жағдай үшін де

жазуға болады.

Термометрді осы айтылған тәсілмен градуирлеп, оны

температураны өлшеуге пайдалануга болады, ол үшін термометрді

температурасын өлшегіміз келіп отырған денемен жылулык тепе-

теңдікке келтіріп, көлемнің өзгерісін есептеу керек.

Денелерді кыздыру немесе суыту, ягни олардың температура-

сын өзгерту, олардың барлык физикалық касиетіне дерлік эсер етеді:

114

дененің сызықтык өлшемдері (көлемі) өзгереді, олардың серпімділік

қасиетгері, электр өткізгіштігі т.б. да өзгереді. Дененің

температурасын өлшеу үшін осы өзгерістердің кез келгенін

пайдалануга болады. Сынапты термометр деп аталатын прибордагы

сынаптың көлемінің өзгеруі бойынша температураны өлшеу методы

тарихи калыптасқан метод екендігі белгілі. Алайда сынапты

термометрдің шкаласын тең бөліктерге бөліп градуирлеу тәсілінде

алдын апа I температура өзгергенде сынаптың көлемі сызыктық түрде

өзгереді деп есептеледі. Егер біз термометрді баска бір сүйықпен

толтырып жэне бойынан сынапты термометрдің екі нүктесіне

(мысалы, мүздың еру температурасына сэйкес келетін «0 » - нүктеге

жэне судың қайнау температурасына сәйкес келетін « 1 0 0 » -нүктеге)

сәйкес келетін екі нүкте белгілеп, содан кейін шкаланы бүрынгыша

тең бөліктерге болсек, онда мүндай термометрдің орташа

температураны көрсетуінің сынапты термометрдің көрсетуінен, аз да

болса, айырмашылыгы болады. Сонымен бүл жагдайда температура-

лардың тагайындалган шкаласы келемнің өзгеруіне қарай

температура өлшенетін денеге («термометрлік» денеге) байланысты

болады. Мүнда дененің (атап айтқанда, сынаптың) өзі кездейсок

алынып отыргандықтан температуралардың шкаласы да кездейсок

болады. Термометрлік денені таңдап алуда казірше ешбір теориялық

негіздің жок екендігіне қарамастан, термометрлік дене ретінде өзінің

баска қасиеттері жагынан ең қарапайым зандылықтарга багынатын

денені тандап апу керек.