1. Концентрация. Көлемдік, салыстырмалы мольдік, салыстырмалы массалық концентрация.Парциал қысым және оның қоспадағы мольдік үлесімен байланысы. Дальтон заңы

Қоспа (ерітінді, қорытпа) құрамындағы затты компонент (латын-ның componens – құраушысы) деп атайды. Қоспаның қосылыс сандық құрамын әр түрлі тәсілдер арқылы анықтайды. Қоспаның бірлік массасындағы немесе бірлік көлеміндегі зат компоненттерінің мөлше-рін концентрация деп атайды. Концентрация әдетте, қоспаның компо-ненттерінің салыстырмалы мөлшерін сипаттайтын шама болады. Сондықтан, ол % процентпен немесе компоненттің массалық немесе мольдік үлесімен анықталуы мүмкін.Қоспадағы заттың физикалық қасиеттері компоненттердің қасиет-терімен тығыз байланысты. Сол себептен қоспадағы заттың концен-трациясын білуіміз өте қажет.Молекулалық физикада концентрацияның бірнеше түрлері қолда-нылады.Осы айтылғандардан, (2.5) және (2.6) өрнегімен анықталған масса-лық және сандық тығыздықтар көлемдік концентрация қатарына жатады. Мұндай концентрациялардың өлшем бірліктері болады. Мыса-лы, массалық тығыздықтың бірлігі кг/м³, ал – сандық тығыздықтың – 1/м³ болады. Көптеген физикалық мәселелерді қарастырғанда өлшемсіз концен-трацияны қолдану ыңғайлы. Қоспадағы i – компоненттің мольдік үлесі немесе салыстырмалы мольдік концентрациясы деп, осы компоненттің мольдер санының барлық қоспаның компоненттерінің мольдер санына

қатысы арқылы анықталатын шаманы айтады, демек неме , (2.10)

мұндағы – компоненттің бөлшектер саны, – жалпы моле-кулалар саны, - компоненттер саны.Идеал газдар қоспасы үшін мольдік үлесі компоненттердің парциал қысымдары және қоспаның жалпы қысымы арқылы анықталуы мүмкін:

. (2.11)

Қоспаға кіретін заттың қайсыбір компонентінің дәл сол қоспа-дағыдай мөлшерде ыдыста жалғыз өзі қалған кездегі қысымы, газ қоспасының сол компонентінің парциал қысымы деп аталады. Онда, газ қоспасының жалпы қысымы қоспаның компоненттерінің пар-циал қысымдарының қосындысына тең болады: . (2.12)Сөйтіп, идеал газ қоспасының жалпы қысымы (2.12)-ші формула-мен анықталады, оны Дальтон заңы дейді.Идеал газдың қоспалары да кәдімгі идеал газ болып келеді.Осы айтылғаннан, идеал газ қоспасының кез келген компонентінің парциал қысымы, оның қоспадағы мольдік үлесінің қоспаның жалпы қысымының көбейтіндісіне тең болады: Салыстырмалы мольдік концентрацияны бірлік көлемдегі молекулалар саны арқылы есептеуге болады:

, (2.14)

мұндағы .

Кең тараған – компоненттің массалық үлесі немесе салыстыр-малы массалық концентрациясы былай анықталады:

, (2.15)

мұндағы – компоненттің тығыздығы, – қоспаның тығыздығы.Қоспаның салыстырмалы концентрациясының қосындысы бірге тең болады, демек

немесе . (2.16)

Қоспалардның қасиеттерін қарастырғанда әр түрлі араласу ережелерін қолданады.Мысалы, қоспаның құрамында екі компонент бар делік, онда қоспаның тығыздығын таза компоненттердің және тығыздықтары арқылы былай анықтауға болады:

. (2.17)

Қоспадағы компоненттің мольдік көлемдік концентрациясы мына түрде анықталады:

, моль/м³ (2.18)

мұндағы, – газдың көлемі, – мольдер саны i – компоненттің.

Идеал газдың қоспалары үшін заттың көлемдік және салыстыр-малы мольдік концентрациялары дәл келеді.

2. Температураның МКТ тұрғысынан мағынасы. Больцман тұрақтысыЖүйенің жылулық тепе-теңдік күйіне өту процесі температураның теңестірілуімен байланысты және тепе-теңдік күйге жеткенде, жүйе-нің барлық бөліктерінің температурасы және қысымдары бірдей болады.Сондықтан, жүйеде жылулық тепе-теңдік орналасу процесінде теңелетін шама – температура. (2.33) теңдеуі бойынша жүйедегі бөл-шектердің тығыздығы n тұрақты болса, газдың V көлеміндегі массасы өзгермейді, онда газды қыздыру (немесе суыту) кезінде, тек оның молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы өзгеруі мүмкін. Жылу алмасу процесінде температураның теңелуі, газдағы молекула-лардың орташа кинетикалық энергиясының теңелуін білдіреді.Осыдан, тепе-теңдік күйге өту кезінде, газдың бір бөлігінен екіншісіне энергия беріледі, бірақ тұтас дене ретінде алынған барлық газдың энергиясы теңелмейді, оның тек бір молекулаға қатысты орташа кинетикалық энергиясы теңеліп отырады, демек (2.34) өрнек бойынша … (2.44) теңдігін аламыз. Мұндағы – газдың бөліктері. Осыдан, молекуланың орташа кинетикалық энергиясының өзгерісі температураның өзгерісін сипаттайтыны анық, шынында, бұл энергия температура болып саналуы тиісті. Температура сияқты, молекуланың орташа кинетикалық энергиясы аддитивтік шама емес.Осындай көз карасқа сұйеніп, молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясын температура ретінде қарастырып,  деп белгілеп, былай жазамыз: . (2.45) Соңғы (2.45) өрнекті ескерсек, (2.34) теңдеу келесі қарапайым түрде жазылады: . (2.46) Бұл анықтамадағы  температураның өлшем бірлігі градус болуы тиіс. Онда (2.45)-тегі энергияның өлшемін градусқа ауыстыратын коэффициентті кіргізуіміз қажет. Энергияның өлшем бірлігін ауыстыратын коэффициентті – деп белгілейді, температураның белгісі . Сондықтан, -ға тең болады, осыны ескере отырып, (2.45)-ші теңдеуді мына түрде жазуға болады:

Осыдан . (2.47) Бұл теңдеу материялық нүкте деп қарастырып отырған бір молекуланың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энер-гиясын анықтайды. Оның орташа квадраттық жылдамдығы кеңіс-тік координаттары бойынша үш құраушыларға жіктелуі мүмкін. Молекулалық қозғалыс хаосты, сондықтан молекуланың энер-гиясы осы жылдамдықтар құраушылары бойынша біркелкі үлестірі-леді, демек әрбіреуіне энергия мөлшері бөлінеді. Мұндағы –көбейткіш энергия өлшемі Дж (джоуль) мен температура өлшемі К (кельвин) арасындағы қатынасты білдіреді, Больцман тұрақтысы деп аталады. Оның мәні тәжірибе арқылы тағайындалған. СИ жүйесінде мынаған тең болады:

Дж/К. (2.48)

(2.47)-ші формула бойынша температура нолге тең болғанда, молеку-лалардың хаосты ретсіз қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы ноль болады, демек молекулалардың хаосты қозғалысы тоқталады. Осы температура абсолюттік ноль, демек абсолюттік температуралық шкаланың бастапқы санақ басы болады.

Осыған орай, (2.47)-ден теріс таңбалы температура болмайтынын көреміз. Бірақ кейбір жүйелерді сипаттау үшін теріс таңбалы температура ұғымын қолданады, оның тепе-теңдік күйге қатысы жоқ және абсолюттік температурадан төмен деп айтуға болмайды.

Сонымен, температура молекулалардың қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы бойынша анықталады, ол қысым сияқты статистикалық шамаларға жатады. Сондықтан, бір молекуланың температурасы, немесе молекула “суық”, немесе “ыстық” деген мағынасыз болады.