- •5В060400 - «Физика»
- •«Молекулалық физика» пәнінің оқу-әдістемелік материалдары
- •Жоспары:
- •Менделеев –Клапейрон теңдеуі
- •Идеал газдың молекула-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі
- •Барометрлік формула. Больцман таралуы
- •Сонда орташа арифметикалық жылдамдық
- •2.5 Максвеллдің таралу заңын тәжірибе жүзінде тексеру
- •Газ молекулаларының орташа соқтығысу саны.
- •2.7 Тасымалдау құбылысы
- •2.7.1 Газдардың диффузиясы
- •2.7.2 Газдардағы ішкі үйкелісі
- •2.7.3 Газдардың жылу өткізгіштігі
- •2.8 Термодинамика негіздері
- •2.8.1 Еркіндік дәрежесі туралы ұғым. Энергияның еркіндік дәреже бойынша бөлініп таралу заңы
- •2.8.2 Термодинамиканың бірінші заңы
- •2.8.3 Көлемі өзгергенде газдың істейтін жұмысы
- •2.8.4 Газдардың жылу сыйымдылығы. Майер теңдеуі
- •2.8.5 Идеал газдардың жылу сыйымдылығының классикалық теориясы
- •2.9 Термодинамиканың 1-ші заңын изопроцесстерге қолдану
- •2.10 Адиабаталық процесс
- •2.11 Дөңгелектік процесс. Жылу машиналары
- •2.12 Карно циклі
- •2.13 Термодинамиканың 2-ші заңы.
- •2.13.1 Термодинамиканың 2-ші заңы
- •2.13.2.1 Карно теоремасы
- •2.14 Нақты газдар
- •2.14.1 Молекула аралық күштер
- •2.14.2 Ван-дер Ваальс теңдеуі
- •2.14.3 Ван-Дер-Ваальс изотермалары. Заттың кризистік күйі
- •Нақты газдардың ішкі энергиясы
- •2.14.5 Фазалық түрлену. Булану және қайнау
- •2.14.6 Екінші реттік фазалық түрлену туралы түсінік
- •2.14.7 Күй диаграммасы. Фазалардың тепе-теңдігі
Сонда орташа арифметикалық жылдамдық
яғни
мұндағы
,
,
ендеше
(3.4)
,
,
деп алатын болсақ, онда (3.4) теңдеу
төмендегі түрге келеді:
формуласын қолдансақ
(3.5)
орташа арифметикалық жылдамдықтың формуласын аламыз.
Азоттың температурасы
болғанда
ықтималдық жылдамдығы
болады.
Осы кездегі молекулалардың жылдамдықтар
бойынша таралып бөлінуі 1-кестеде
көрсетілген:
1-кесте
-
Жылдамдықтар интервалы (м/с)
Молекулалардың жалпы санының бөлігі (%)
0 –100
100 – 300
300 –500
500 – 700
700 – 1000
1000 және одан жоғары
0,6
12
30
29
23
5,4
Бұл таблицадан молекулалардың 59%-і (300-700) м/с жылдамдықтар интервалында жатады, баяу қозғалатын және өте жылдам қозғалатын молекулалар саны аз екендігін көруге болады.
Газдардың температурасы жоғарылағанда жылдамдықтары да артады. Ендеше температура жоғарылағанда жылдам қозғалатын молекулалар саны артып, баяу қозғалатын молекулалар саны азаяды. Ал жалпы молекулалар саны өзгермейді.
Барометрлік формула.
Жылдамдықтардың Максвелл - Больцманша таралу заңы
Жерге атмосфера қабаты қысым түсіреді. Жер бетінде ауа қабатының биіктігі h=0 болғанда қысымы Р0 болсын, ал h биіктіктегі қысымы P болады. Биіктеген сайын қысым азаяды.
,
мұндағы
– ауаның тығыздығы,
бір молекуланың массасы.
(4.1)
(2.2.9)
формула бойынша
.
Ендеше
немесе
Бұл формуланы потенциялдаған жағдайда
(4.2)
Бұл формула биіктік
бойынша қысымның төмендеуін көрсетеді,
сондықтан барометрлік формула делінеді.
Көлем бірлігіндегі молекулалар санының
биіктікке байланысын (2.9) және (4.2)
формулалар бойынша былай жазамыз:
(4.3)
(4.3) -ті (3.1)-ге қойып
табамыз.
,
формулаларды ескерген жағдайда
(4.4)
болады. (.4.4) формула молекулалар ауырлық күш өрісінде қозғалған кездегі жылдамдықтары интервалында жататын молекулалар санын көрсетеді. Бұл Максвелл-Больцман таралу заңы делінеді.
