1877 Жылы Өлшеулер мен таразылардың халықаралык комитеті

мен келісіп термометрлік дене ретінде сутегі тандап апынды және

температураны сутекті термометрмен өлшеуге келісілді; мүнда

температураның өзгеруі, қызганда немесе суыганда көлемі бір

қалыпты болатын, сутегінің қысымына пропорционал болады деп

есептеледі.

Сонымен, сутегінің кысымы температураның өзгеруіне

байланысты сызықтық түрде өзгереді деп жобаланады;

Р,-Р0(1+Ш), (22)

мұндағы Р,-сутегінің I температурадағы қысымы, Р0-оның ноль

градустағы қысымы, а-түрақты коэффициент. Сутегіне қатысты

жазылган (2 2 ) теңдік температуралар шкаласыиын, ягни

температураның тәжірибелік шкаласы деп аталатын шкаланын

аныкгамасы болады. Егер мүздың еру температурасын 0° деп, ал

судың атмосферапық қысымдагы қайнау температурасын 10 0° деп

115

алсак (Цельсий шкаласынша), онда а коэффициенттің сан мэні

а = -------- -3,67 10 ''град'1 болады.

273,13

Енді температуралардың жаңа шкаласын енгізейік. Бұл

шкаладағы температураны Т аркылы белгілейік, ал фадустың шамасы

Цельсий шкаласындағыдай болып, бірак ондағы ноль -273°С

температураға сэйкес келетін болсын, сонда:

Т=1+273° (23)

болады, бұдан I = Т -273°=Т-— және (22) формула бойынша

а

Рт- Р 0 1 + а ( Г - і ) ,

а

яғни Рт - Р0а Т . (24)

Сол сиякты колем үшін мынаны табамыз

Ут-У0аТ. (25)

Температуралардың бүл жаңа шкаласы Кельвин шкаласы деп

аталады (бұл шкаладағы градус "К деп белгіленеді).

(24) өрнектен тұрақты колемдегі газдың қысымы Кельвин

шкаласындағы температураға тура пропорционал болатындығын

көреміз. Сондай-ақ, (25) өрнек бойынша тұрақты кысымдағы газдың

колемі Кельвин шкаласындағы температурага тура пропорционал

болады. Т=0 болғанда (24) жэне (25) өрнектерден Р=0 жэне Ұ=0

болып шыгады; шынында, заттың көлемі еш уақытта нольге тең

болуы мүмкін емес. Нақты газдардың барлығы да I = -273°С

температураға жеткенше сүйыққа айналады жэне қатаяды. Сөйтсе де

Кельвин шкапасының жэне бұл шкападағы температура нолінің,

белгілі бір физикалық магынасы бар. Осыган байланысты Кельвин

шкаласын көбінесе абсолют шкала деп, ал Кельвин шкаласындағы

нольді (Цельсий шкаласынша -273°-ты) температуралардың

абсолют нолі деп атайды.

§5. Газ заңдары.

Газдың алынған белгілі бір мөлшері мынадай төрт шамамен

сипатталады: 1) онын ш массасы; 2) онын алып түратын V көлемі;

3) Р кысымы; 4) I температурасы. Бүл шамалардың барлығы да

біріне-бірі тәуелді болады; жалпы алғанда бұпардың біреуі өзгергенде

қалғандарының барлығы да өзгереді. Осы шамалардың барлығын

занды түрде байланыстыратын формула газ күйінін тендеуі деп

аталады.

116

Молекула-кинетикалык теория ашылганга дейін идеал газдар

касиетін сипаттайтын көптеген тәжірибелік зандылықтар болган.

Енді осы тәжірибеден апынган зандарга токталайык.

1. Бойль-Мариотт заны.

Газ күйіндегі заттардың меншікті көлемі болмайды. Сондыктан

газдар ыдыска толтырьшганда, сол ьщыстың квлемін толық апып

тұрады жэне ьщыс қабыргаларына белгілі бір кысым күшін түсіреді.

XVII ғасырдың ортасында агылшын галымы р. Бойль жэне

француз физигі 3. Мариотт бір-біріне тэуелсіз жасалған тәжірибе

қортындьшарынан, температура түрақты болғанда газ көлемінің V

оның Р қысымына тэуелді өзгеретінін түжырымдады, ягни берілген т

газ массасы үшін түрақты температурада оның Р қысымы V көлеміне

кері пропорционал өзгереді, яғни

РУ- со пш іА - — - (26)

Р , У>

Бүл тәуелділікті изотерма деп

аталатын гипербола қисыгымен

көрсетуге болады (3-сурет). Газ

күйінің бір күйден екінші күйге

тұракты температурада өтуі

изотермалық процесс деп аталады.

Ал нақты газдар бұл заңдылыққа тек

тығыздықгары өте аз болғанда гана

багынады. Сонымен, тұракты темпе-

ратурада (Т=тұр) Р қысыммен V

көлемнің тэуелділігі затгар қасиетін

сипаттайды.

2. Гей-Люссак заңы.

Газдың V көлемінің, оның Т температурасына, тұрақты Р

қысымда тәуелді болу шартын бірінші рет француз галымы Гей-

Люссак тағайындады; берілген газ массасы үшін кысымы тұрақты

болғанда, газ көлемі оның температурасына сызыкты тэуелді өзгереді

У-У0(1 + а уі°), (27)

мұндағы V,, - газдың 0°С-дағы көлемі, оц,-газдың көлемдік

үлгаюының термиялық коэффициенті. Түракты қысымда газ

көлемімен температура тэуелділігі графикте түзу сызыкпен

керсетіледі. Қысымньщ эрбір мэніне сэйкес келетін түзу сызық

Р

3-сурет

117

изобара деп аталады (4-сурет). Ал газ күйінің түрақты кысымда

өзгеруі изобаралық процесс делінеді.