Fizika pani boyinsha lekciyalar

Demek, rezonans jiyilik hám rezonans amplituda ǵa baylanıslı. kemeygen sayın r artıp baradı hám menshikli terbelisler jiyiligi (0) ǵa jaqınlasıp baradı. =0 bolǵanda bolsa rezonans amplitudasınıń mánisi sheksiz úlken bolıp ketadi. Real jaǵdaylarda rezonans amplitudası shekli mániske iye boladı, sebebi real sharayatlarda 0 boladı.

6.Tolqınlı protsessler

Eger ortalíqtıń qandayda bir tochkası terbelmeli qozǵalısqa keltirilse, onda bazı bir waqıt ótiwi menen bul ortalíqtıń basqa tochkaları da terbele baslaydı, yaǵnıy terbelis pútin ortalíqqa tarqaladı. Biraq ortalíqtıń tochkaları terbelis dereklerinen uzaqlasıp barǵan sayın keyingi tochkalardıń terbelmeli qozǵalısı aldıńǵısınan kechigedi, yaǵnıy ortalíqtıń hár bir tochkasınıń terbelisi aldınǵı tochka terbelisinen faza jaǵınan arqada qaladı.

Terbelislerdiń keńislikte tarqalıwı tolqınlı qozǵalıs delinedi. Terbelislerdiń ortalíqta tarqalıw protsessi tolqın dep ataladı. Tolqın tarqalıp atırǵan waqıtta ortalíqtıń bóleksheleri tolqın menen birge kóshpesten, bálki óziniń teńsalmaqlíq jaǵdayı dógereginde terbeledi. Tolqınnıń tarqalıw baǵıtı nur dep, qálegen t waqıtta terbelisler jetip kelgen ortalíq bóleksheleriniń geometriyalíq orınları bolsa tolqın frontı dep ataladı. Óz gezeginde, tolqın frontın ortalíqtıń terbeliwshi bóleksheleriniń terbelisi ele baslanbaǵan bólekshelerden ajratıp turıwshı shegaralíq bet sıpatında kóz aldımızǵa keltiriw múmkin. Tolqın frontınıń forması ortalíq qásiyetleri, terbelis dereginiń forması hám ólshemlerine baylanıslı. Máselen, tochkalíq terbelis dereginen tarqalıp atırǵan tolqınlardıń frontı sferik formada boladı. Onnan tarqalıp atırǵan tolqınlar bolsa sferik tolqınlar dep at alǵan. Eger terbelis deregi tegislik formasında bolsa, derekke jaqın oblastlardaǵı tolqın frontı da tegislikten ibarat boladı. Sol sebepli bul tolqınlar tegis tolqınlar dep ataladı. Eki jaǵdayda da nur tuwrı sızıq bolıp, ol tolqın frontına perpendikulyar boladı. Bólekshelerdiń terbelisi tolqın tarqalıp atırǵan baǵıtǵa salıstırǵanda qanday baǵıtlanǵanlıǵına qarap tolqınlar boylama hám kóldeneń tolqınlarǵa bólinedi.

Eger ortalíq bólekshesiniń terbelisi tolqınnıń tarqalıw baǵıtında bolsa, bunday tolqınlarǵa boylama tolqınlar delinedi. Boylama tolqınǵa mısal etip qısılǵan prujinanıń terbelisleri, ses tolqınları hám t.b. alıw múmkin. Boylama tolqınlar serippeli zatta qattı, suyıq hám gaz tárizli denelerde júzege keliwi múmkin.

Eger ortalíq bólekshesiniń terbelisi tolqınnıń tarqalıw baǵıtına perpendikulyar bolsa, bunday tolqınlarǵa kóldeneń tolqınlar delinedi. Kóldeneń tolqınlarǵa mısal etip suw betinde payda bolǵan hám arqan boylap baǵıtlanǵan tolqınlardı alıw múmkin. Tiykarında kóldeneń tolqınlar tek qattı denelerde ǵana

1 – су7рет

júzege keledi. Suyıqlíq hám gazlarda kóldeneń tolqınlar payda bolmaydi, sebebi gaz hám suyıqlíqlarda elastik kúshler payda

bolmaydı. Suyıqlíqtıń betindegi tolqın haqqında gáp ketkende bunday dep bolmaydı, sebebi suyıqlíq betinde kóldeneń tolqınlar tarqaladı, bunda suyıqlíq betiniń formasınıń ózgeriwi serippeli qaytarıwshı kúshlerdi payda etedi. Solay etip, kóldeneń tolqınnıń tarqalıw baǵıtında ortalíq bóleksheleriniń dóńlikleri hám shuqırlíqları, boylama tolqında bolsa ortalíq

62

bóleksheleriniń tıǵızlasıwı hám siyreklesiwi periodlíq túrde payda bolıp baradı. Tolqın tosıqqa dus kelgende shaǵılısadı, bir ortalíqtan ekinshi ortalíqqa ótkende bolsa sınadı.

Bir terbelis periodı dawamında tolqınnıń tarqalıw aralıǵı tolqın uzınlıǵı dep ataladı. Basqacha aytqanda, tolqın uzınlıǵı, tolqınnıń birdey fazada terbeliwshi eki eń jaqın tochkaları arasındaǵı aralíq bolıp tabıladı.

Eger terbelis periodın T menen, tolqın uzunlıǵın menen belgilesek, onda tolqın tezligi tómendegishe anıqlanadı:

bunda - terbelis jiyiligi.

Tolqın tarqalıw protsessinde derekten uzaqraqta jaylasqan ortalíq bóleksheleri terbele baslaydı. Bul protsesste tolqın, ózin payda etken derekten «juwırıp qashıp atırǵanday» seziledi. Sonlíqtan onı juwırıwshı tolqın dep ataydı.

Bazı bir 0 tochkadan x aralíq uzaqlíqdaǵı (1–súwret) bóleksheniń qálegen t – waqıttaǵı awısıwı derekke tiyip turǵan bóleksheniń t ux waqıttaǵı awısıwına teń boladı, yaǵnıy

Bul ańlatpa juwırıwshı tolqın teńlemesi dep ataladı. Ol tolqın tarqalıp atırǵan ortalíqtıń qálegen bólekshesiniń teńsalmaqlíq jaǵdayınan awısıwı ( ) waqıt (t) hám bóleksheniń terbelis dereginen uzaqlasıwınıń (x) funktsiyası sıpatında anıqlanadı. (2) teńlemege t hám x ǵa salıstırǵanda simmetrik kórinis beriw ushın tolqın sanı dep atalıwshı k – shamanı kiritemiz:

(1) hám (3) ten tolqın sanı k , aylanıw jiyiligi hám tolqınnıń faza tezligi u arasında tómendegishe qatnas bar degen juwmaq shıǵadı:

Bekkemlew ushın sorawlar:

1. Terbelmeli qozǵalıs degenimiz ne?

63

2.Garmonikalíq terbelis degenimiz ne?

3.Terbelis amplitudası degenimiz ne?

4.Jiyilik, period degenimiz ne?

5.Prujinalı mayatnik, matematikalíq mayatnik, fizikalíq mayatniklerdin terbelisleri haqqında aytıp beriń.

6.Terbelislerdi qosıw qalay ámelge asadı.

7.Garmonikalíq terbelisler energiyası degenimiz ne?

9. Sóniwshi hám májbúriy terbelisler degenimiz ne?

2-MODUL. MOLEKULYAR FIZIKA HA’M TERMODINAMIKA TIYKARLARÍ.

10-tema. Molekulyar-kinetikalíq teoriya tiykarları

Jobası:

1.Molekulyar – kinetikalíq teoriya tiykarları hám onıń tájriybelerde tastıyıqlanıwı.

2.İdeal gaz nızamları.

3.Molekulyar massa hám Avogadro nızamı.

4.Klayperon - Mendeleev teńlemesi. Universal gaz turaqlısı.

5.Gazlar molekulyar - kinetik teoriyasınıń tiykarǵı teńlemesi.

Tayanısh sózler hám túsinikler: Molekula, molekulyar kinetik teoriya hám onıń qaǵıydaları, Brounlíq qozǵalıs, zattıń gaz, suyıq hám qattı halatları, zat halatınıń parametrleri, izertlewdiń statistikalíq hám termodinamikalíq usılları, temperatura shkalaları, tıǵızlíq, basım, ideal gaz, ideal gazlardaǵı izoprotsessler, gaz halatı teńlemeri,universal gaz turaqlısı, molyar massa, Avogadro hám Dalton nızamları, massanıń atom birligi, molekulyar kinetik teoriyanıń tiykarǵı teńlemesi, ortasha kvadratlíq tezlik, ortasha kinetikalíq energiya, Boltsman turaqlısı.

1. MOLEKULYAR – KINETIKALÍQ TEORIYA TIYKARLARI HÁM ONIŃ

TÁJRIYBELERDE TASTIYIQLANIWI

Denelerdiń mayda bólekshelerden-atomlardan quralǵanlıǵı haqqındaǵı túsinik áiyem zamanlardan-aq payda bolǵan bolıp, bul haqqında grek filosofı Demokrit (eramızdan aldınǵı V- ásir) anıq pikirlerdi aytıp ótken. Keyinshelik denelerdiń atomlardan quralǵanlıǵı haqqındaǵı bunday táliymat umıtılıp ketti. Biraq ol XVI ásirde Gassendi, XVII ásirde Boyl, XVIII hám XIX ásirlerde Lomonosov, Dalton, Klazius, Boltsman, Maksvell hám basqa alımlar tárepinen klassikalíq molekulyar – kinetikalíq teoriya dep atalǵan ilimiy teoriya sıpatında jaratıldı.

Energiyanıń saqlanıw nızamınıń ashılıwı molekulyar-kinetikalíq teoriyanıń jánede rawajlanıwına alıp keledi. 1856 jılı Krenigtıń “Gazlar teoriyası tiykarları” kıtabı basılıp shıqtı. 1857 jılda Klazius (1822-1888) óz shıǵarmasında gazlar kinetikalíq teoriyasınıń kóp máseleleriniń sheshiliwin hám bul teoriyanıń tiykarǵı teńlemesiniń kelip shıǵıwın kórsetip berdi.

1860 jılda Maksvelldıń “Gazlar dinamikalíq teoriyasın túsindiriw” dep atalǵan klassik jumısı basılıp shıqtı. Ol bul shıǵarmasında birinshi márte statistik usıl arqalı molekulalardıń tezlikleri

64

haqqındaǵı máseleni ashıp berdi. Molekulyar kinetikalíq teoriya úsh tiykarǵı qaǵıydanı óz ishine aladı.

1. Barlíq zatlar molekula dep atalıwshı mayda bólekshelerden quralǵan.

Belgili bir zat birdey molekulalar toplamınan ibarat. Tábiyatta hár qıylı zatlar ushıraǵanı úshın olardıń molekulaları da hár qıylı boladı. Molekulalar óz gezeginde atom dep atalıwshı mayda bólekshelerden quralǵan. Tábiyattaǵı atomlar turi sanawlı, ol Mendeleev periodlíq sistemasındaǵı elementler hám olardıń izotopları sanına te4.

Atom quramalı dúziliske iye bolıp, oń zaryadlı yadrodan hám onı orap alǵan teris zaryadlı elektron qabıqlarınan quralǵan. Biraq molekulyar kinetikalíq - teoriyada atomnıń qanday dúzilgenligine itibar bermey, onı qattı elastik shar dep qaraydı.

Atom hám molekulalardıń diametrleri 10-8-10-7 sm shamasında bolıp, 10 million molekulanı izbe-iz dizsek, 1-10 mm.li shınjır payda boladı. Egerde bir tamshı suwdaǵı molekulalardan sonday shınjır dúzilse, 300 mln.km.li shınjır payda boladı. Bunday shınjır menen Jer hám Quyashtı orap alsa boladı.

2. Molekulalar arasında bir waqıttıń ózinde óz-ara tartılısıw hám iyterisiw kúshleri bar boladı.

Ózara tásir kúshleri molekulalar arasındaǵı aralíqqa kúshli dárejede baylanıslı boladı. Molekulalar arasındaǵı ózara tásir kúshleri elektrlik tábiyatqa iye. Ózara iyterisiw kúshleri oń,

ózara tartılısıw kúshleri teris dep esaplanadı. Molekulalar ózara tásirleskeni ushın kinetikalíq energiyadan tısqarı potentsiallíq energiyaǵada iye boladı.

3. Zattı qurawshı molekulalar tınımsız tártipsiz hárekette boladı.

Molekulalar bir-biri menen soqlıǵısıwı nátiyjesinde tezligin hám baǵıtların tınımsız ózgertip turadı. Temperatura artıwı menen molekulalardıń tártipsiz háreket tezligi de artadı. Molekulalardıń háreket tezligi zattıń ishki energiyasın belgileydi. Molekulalardıń tártipsiz háreketi jıllılíq háreket dep ataladı. Zattıń ishki energiyası degende molekulalardıń kinetik hám potentsial energiyalarınıń jıyındısı túsiniledi.

Zattıń temperaturası artıwı menen molekulalardıń jıllılíq háreketi kúsheyiwi hám molekulalar arasındaǵı aralíq artıwı nátiyjesinde molekulalar arasındaǵı tartısıw kúshi kemeyip, zat suyıq halatǵa ótedi. Temperatura jáne ortırılsa, molekulalar arasındaǵı aralíq artıp (r>1,510-7 sm), molekulalar arasındaǵı ózara tartısıw kúshleri júdá kemeyip ketedi, natiyjede zat suyıq halatdan gaz halatǵa ótedi. Solay etip zattıń qattı, suyıq yaki gaz halatda bolıwı zat molekulalarınıń jıllılíq háreket tezligine hám sırtqı shárayatǵa baylanıslı.

Zatlardıń molekulalardan quralǵanligi, molekulyar-kinetik teoriyanıń biz joqarıda kórip

ótken úsh qaǵıydasınıń durıslıǵı kóp tajriybelerde uzil-kesil dáliylendi. Zatlardıń molekulalardan quralǵanlıǵın ápiwayı kóz yaki mikroskop menen kórip bolmaydı. Elektron mikroskoplar menen úlken molekulalardı, máselen, oqsil molekulasın kóriw mumkin. Biraq keyingi waqıtta elektron mikroskoplardı rawajlandırıw nátiyjesinde ayırım atomlardı da kóriwge erisildi.

Gazlardıń qısılıwı nátiyjesinde olardıń kóleminiń kemeyiwi molekulalar arasında belgili aralíq barlıǵın kórsetedi. Gaz qısılǵanda molekulalar arasındaǵı aralíq kemeyedi. Molekulalar arasında tartısıw hám iyterisiw kúshleriniń barlıǵı qattı denenıń óz formasın saqlawǵa umtılıwda kórinedi. Qattı deneni azǵana deformatsiyalaw ushın hám úlken mexanik kernew kerek. Olardıń sozılıwına molekulalar arasındaǵı tartısıw kúshleri, qısılıwına bolsa molekulalar arasındaǵı iyterisiw kúshleri qarsılíq etedi. Qattı deneni sındırıp bóleklerge bóliw ushında úlken kernew kerek. Bizge belgili, bul úlken kernew molekulalar arasındaǵı ózara tartısıw kúshin jeńiw ushın sarıplanadı. Sınǵan qattı deneni qayta pútin etip bolmaydı, sebebi qattı deneniń singan bólekleri

65

bir-birine jabısbaydı, buǵan onıń betindegi gedir-budırları tosqınlíq etedi. Eger bir-birine biriktirilip atırǵan qattı denelerdiń beti júdá tegis etilse, qattı dene betidegi kópchilik molekulalar bir-birine júdá jaqın keliwi nátiyjesinde molekulalar arasında ózara tartısıw kúshi payda bolıp, qattı dene bólekleri jabısıp qalıwı mumkin. Máselen beti shlifovkalanıp jabıstırılǵan eki shiyshe plastinkani bir-birinen ajratıw ushın 6.105 Pa shamasında kernew kerek boladı. Qattı denelerdi bir-birine kleylep biriktiriw, svarkalaw, molekulalar arasında ózara tartısıw kúshleri borlıǵına tiykarlanǵan.

Molekulalardıń tártipsiz háreketin diffuziya hádiysesinde hám Broun háreketinde kóriwimiz mumkin. Eger shiyshe ıdıs tubine bir tamshı brom tamızılsa, bir neche sekunddan soń ıdıs tubinde toq qızǵısh brom puwları payda boladı. Bul puw joqarıǵa kóterilip, hawa menen aralasa baslaydı. Yaǵnıy diffuziya protsessi gúzetiledi. Hawa hám brom molekulalarınıń diffuziyası olardıń molekulalarınıń tártipsiz jıllılíq háreketi sebepli júz beredi.

1827 jılda ingliz biologı Broun molekulyar-kinetik teoriyanı tastıyıqlawshı jańalíq ashtı. Ol tajriybede suyıqlíq ishinde teńsalmaqlíqta turǵan gúl shańı bóleksheleri barlíq waqıtta tártipsiz háreket qılıwı nátiyjesinde olardıń belgili waqıt dawamındaǵı jaylasıwları quramalı sınıq sızıqlar formasında bolıwın kúzetti.

1-súwrette Broun bólekshesin 30 s dawamındaǵı jaylasıwları kórsetilgen. Suyıqlíq ishindegi bólekshelerdiń bunday háreket qılıwıǵa olarǵa suyıqlíq molekulalarınıń turli táreplerden kelip urılıwı sebep boladı.

Bir waqıttıń ózinde bólekshege suyıqlíq molekulalarınıń bir nechesi urılıwı mumkin. Biraq oǵan qaysı tárepten kóbirek molekulalar urılsa,

bólekshe sol molekulalar baǵıtında jıljıydı, keyin basqa tárepten kóbirek molekulalar urılıwı nátiyjesinde jáne háreket baǵıtı ózgeredi hám bul protsess uzluksiz dawam etedi. Suyıqlíq ishindegi bóleksheniń bunday quramalı qozǵalısı Broun háreketi dep ataladı.

2. İDEAL GAZ NIZAMLARI

Aldın ideal gaz degende qanday gaz kózde tutılıwına toqtalıp óteyik. İdeal gaz dep, molekulalari ózara elastik sharlarday soqlıǵısatuǵın, molekulalarınıń ólshemleri júdá kishi hám molekulalar arasında ózara tásir kúshleri esapqa alınbaytuǵın gazge aytıladı. Joqarı temperaturada siyrek gazlardı da ideal gaz dep qaraw mumkin. Biraq ádettegi sharayatta geliy, vodorod hám olarǵa uqsas gazlar ideal gaz ushın qoyılǵan talaplarǵa jawap beredi.

Belgili massalı gaz halati basım R, kólem V hám temperatura T arqalı sıpatlanadı. Gazdıń halatın anıqlawshı bul shamalardıń ózgeriwine gaz protsessleri dep ataladí. Temperatura turaqlı bolǵanda gaz basımınıń kólemge baylanıslı xalda ózgeriwine izotermik, basım turaqlı bolǵanda gaz kóleminiń temperaturaǵa baylanıslı xalda ózgeriwine izobarik hám gazdıń kólemi turaqlı bolǵanda onıń basımınıń temperaturaǵa baylanıslı xalda ózgeriwine izoxorik protsess dep ataladí.

Gazlar qásiyetleriniń zat dúzilisiniń molekulyar-kinetik teoriyasi tiykarında úyreniwden aldın tájriybe jolı menen jaratılǵan gaz nızamlarına (Boyl-Moriott, Gey-Lyussak, Dalton,

66

Avogadro) nızamlarına toqtalıp ótemiz. Bul nızamlar ádettegi atmosfera sharayatınan onshalíq parıq etpeytuǵın sharayatta tájriybe ótkeriw jolı menen ashılǵan.

Boyl-Mariott nızamı.

Bir-birinen ǵáresiz xalda 1662 jılda ingliz alımı Boyl hám 1667 jılda frantsuz alımı Mariott izotermik protsess ushın tómendegi nızamdı jarattı:

turaqlı temperaturada (t=const) belgili massalı gazdıń

Turli temperaturalar ushın (1) formulanıń grafigi giperbolalardan ibarat boladı (2-súwret). Bu giperbolalarga izotermalar dep ataladí.

2-súwret

Gey-Lyussak nızamı.

1802 jılda frantsuz fizigi Gey-Lyussak izobarik hám izoxorik gaz protsesslerin úyrenip tómendegi eki nızamdı jarattı.

1. Belgili massalı gazdıń basımı turaqlı bolǵanda (R = sonst) onıń kólemi temperaturaǵa tuwrı proportsional xalda ózgeredi:

V0 – gazdıń O0S temperaturadaǵı kólemi, V – gazdıń t0S temperaturadaǵı kólemi,- gazdıń kólem keńeyiw koeffitsienti.

2. Belgili massalı gazdıń kólemi turaqlı bolǵanda (V =sonst) onıń basımi temperaturaǵa tuwrı proportsional xalda ózgeredi:

R0 – gazdıń O0C temperaturadaǵı basımi,

R– gazdıń t0C temperaturadaǵı basımi,

- gaz basımınıń termik koeffitsienti.

Barlíq gazlar ushın = = 1/273,15 1/273 K-1 ekenligi anıqlanǵan. (2) hám (3) formulalardıń grafikleri temperatura kósherin t= 273,15 2730 tochkada kesiwshi tuwrı sızıqlardan (izobara hám izoxora) ibarat boladı (3 hám 4-súwretler).

Kóbinshe izoxorik protsessti Sharl nızamı sıpatlaydı depte aytıladı. Sebebi, bu nızam

Gey-Lyussakdan aldın frantsuz alımı Sharl tárepinen shamalap bayan etilgen.

(2) formuladan absolyut nol temperaturada, yaǵnıy temperatura t=2730C bolǵanda gaz kóleminiń joqalıwi kelip shıǵadı:

67

V = V0 (1 + 273 ) = 0 273

Biraq biz aldın aytqanımızday, ideal gaz nızamların júdá tómen temperaturalarga qollaw mumkin emes. Bunday tómen temperaturada gaz hám óz halatın ózgertedi, ol suyıq, ayırım waqıtları qattı halatǵa ótiwi mumkin.

1802 jılda Kelvin absolyut nol temperaturanıń fizikalíq maǵanasın ashıp berdi. Absolyut nol sonday temperatura, bul temperaturada hár qanday molekulalardıń tártipsiz jıllılíq háreketi toqtaydı. Biraq absolyut nol temperaturada hár qanday háreket pútinley toqtaydı dep aytıw natuwrı, sebebi atomdaǵı elektronlar yadro dógereginde aylanıwdı dawam etedi. házirgi waqıtta júdá kishi kólemde absolyut nol temperaturaǵa júdá jaqın temperatura alıwǵa erisildi. Biraq Bunday tómen temperaturada hám molekulalar háreketiniń toqtaw itimallıǵı sezilgeni joq. Bunday jaǵday suyıq geliyde bayqalǵan.

Absolyut temperatura shkalasına ótilgende (2) formula basqasha kórinisti aladı:

O0 S Kelvin shkalasında T0 = 273 K sáykes keliwin esapqa alsaq,

formula payda boladı. (4) formuladan Gey-Lyussak nızamın basqa táriypi kelip shıǵadı: gazdıń basımi turaqlı bolǵanda onıń kólemi absolyut temperaturaǵa tuwrı proportsional. Sonday

ózgeriw etsek (3) formulası

kórinisti aladı. Demek, (5) formulaǵa kóre gazdıń kólemi turaqlı bolǵanda onıń basımi absolyut temperaturaǵa tuwrı proportsional. (4) hám (5) formulaları hám Gey-Lyussak nızamların sıpatlaydı.

(4) hám (5) formulalar ıqtıyarıy T1 hám T2 temperaturalar ushın,

payda etedi.

Partsial basım dep, gazlar aralaspasındaǵı bir gazdıń ózi beretuǵın basımına aytıladı. Gaz aralaspasındaǵı ekinshi gazdıń partsial basımın anıqlaw ushın ıdıstı jáne hawa menen toldıramız hám ıdısta tek kislorodtı qaldırıp basqa gazlardı shıǵarıp taslaymız. Qalǵan gaz jáne

ıdıstıń pútin kólemin iyelep R2 partsial basımın payda etedi. Tap sonday usulda úshinshi hám

68

qalǵan gazlerdiń payda etgen partsial basımların hám anıqlaw mumkin. 1802 jılda ingliz fizigi hám ximigi Dalton gaz aralaspaları basımı menen aralaspa quramına kirgen gazlardıń partsial basımları arasındaǵı baylanıstı anıqladı. Bul baylanıs Dalton nızamı dep ataladı: gaz aralaspalarınıń basımi ayırım gazlerdiń partsial basımlarinıń jıyındısına teń:

Molekulalar massası 10 27 10 26 kg aralíqta boladı. Fizikada atom yaki molekulanıń massası massanıń atom birliginde (m.a.b) ólshenedi. M.a.b. sıpatında muǵdar jaǵınan uglerod 12 atomı massasınıń 1/12 úlesi alınıp, (kg) larda sıpatlanadı:

mb = 1m.a.b. = 1/12 mc = 1,66057 10 27 kg.

Atom hám molekulalardıń massası usı 1 m.a.b. ge salıstırıladı hám onı atomnıń salıstırmalı massası hám salıstırmalı molekulyar massa dep aytıladı.

Zattıń salıstırmalı molekulyar massası M dep, usı zat molekulası massasınıń (mm) uglerod 12 atom massasınıń á/12 bólegine qatnasına aytıladı:

Salıstırmalı molekulyar massa (salıstırmalı atom massası) M ólshemsiz shama. Sonday usul menen esaplaǵanda kislorod hám vodorod salıstırmalı atom massaları ushın 15,9946 hám 1,0080 sanların alamız. D.İ.Mendeleev elementler periodlı sistemasında atomlardiń salıstırmalı massaları kórsetiledi. Molekula yaki atomnıń massasın (kg) larda esaplaw ushın olardıń salıstırmalı massalarıni 1 m.a.b. (mb) ǵa kóbeytiw kerek:

mm = mb M = M 1,66057 10 26 kg. ma = mb A = A 1,66027 10 27 kg.

Mısal ushın azot molekulasınıń massasın anıqlayı3. Azot atominiń periodlı sistemasidaǵı salıstırmalı atom massası 14,01 azot molekulası eki azot atomınan quralǵanı ushın onı salıstırmalı molekulyar massası 28,02 ǵa teń boladı. Azot molekulası massasın kg larda alıw ushın 28,02 ni 1 m.a.b. ǵa kóbeytemiz:

mm = mb 28,02 = 1,66057 10–27 kg 28,02 =4,64 10–26 kg.

Xalíqara birlikler sisteması (Sİ)da zat muǵdarın ólshew ushın tiykarǵı birlik sıpatında mol qabıl etilgen. 1 mol dep, zattıń salıstırmalı molekulyar massasına teń kg larda alınǵan zat muǵdarına aytıladı. Máselen kislorod gazınan 1mol muǵdarda alıw ushın 32 g yaki 0,032 kg alıw kerek, sebebi kislorodtıń salıstırmalı molekulyar massası 32 ge te4. Usıǵan uqsas 1 mol azot 0,028 kg ni quraydı. Sonıń ushın azottıń molekulyar massası M = 0,028 kg/mol kórinisinde jazıladı. Molden tısqarı kmollar hám qollanıladı. 1kmol = 1000 mol ekenligin esapqa alsaq, azot ushın M = 28 kg/kmol dep jazıw mumkin. Belgili massalı zat neshe molden ibarat ekenligin tabıw ushın onıń massasınıń molekulyar massasına qatnasın alıw kerek: = m/M. Bunda mollar sanı yaki zat muǵdarı dep ataladı.

İtalyan alımı Avogadro 1811 jılda 1 mol gaz ushın tómendegi nızamdı jarattı: normal sharayatta hár qanday 1 mol gaz 22,4 litr kólemdi iyeleydi hám onda 6,022∙1023 1/mol dana molekula boladı. 1 mol zattaǵı molekulalar sanı, Avogadro sanı dep ataladı:

69

Eger bir gaz molekulası massasın Avogadro sanına kóbeytsek, zattıń molekulyar massası kelip shıǵadı:

M = mm NA (kg/mol)

Avogadro nızamınan paydalanıp, molekulalar ólshemlerin shamalap esaplaw mumkin. Mısal ushın suw molekulasınıń kólemin tabıw ushın 1 kmol (18 kg) suwdıń kólemin (0,018 m3) Avogadro sanına bóliw kerek.

Vm = 0,018/6 1023 = 30 10 – 20 m3

Bunnan suw molekulasınıń sızıqlı ólshemi shamalap tómendegige teń ekenligi kelip shıǵadı:

0

d 3 30 10 30 3 10 10 3 A

Basqa molekulalar ólshemleri hám bir neshe angstrem tártibinde boladı.

4. KLAYPERON - MENDELEEV TEŃLEMESI. UNIVERSAL GAZ TURAQLISI.

Biz joqarıda ideal gaz halatın anıqlawshı parametrlarden biri turaqlı bolǵan izoprotsesslerlerdi kórip óttik. Endi gaz halatın anıqlawshı úsh parametr (kólem, basım hám temperatura) hám bir waqıtta ózgeretuǵın protsessti kórip ótemiz. Bunday protsessti sıpatlawshı nızamdı 1834 jılda frantsuz alımı Klapeyron anıqladı. Klapeyron 1830 jıldan baslap Peterburgta islegen. Klapeyron, Boyl-Mariott hám Gey-Lyussak nızamların birlestirip gaz halat teńlemesin jarattı.

Qandayda m massalı gazdıń halatı V1, R1 hám T1 parametrlar menen sıpatlansın. Bul gazdı V2, R2 hám T2 parametrlar menen anıqlawshı basqa halatǵa ótkereyik. Gazdı ekinshi halatǵa izotermik (T1= sonst) hám izoxorik (V2 = sonst) protsesslar arqalı ótkeriw mumkin.

1) İzotermik protsess waqıtında gazdı kólemi V2 ga ózgerip basım R1 bolıp qaladı. Boyl - Mariot nızamına tiykarlanıp

V1R1 = V1 R1

boladı, bunnan

R1= V1R1/ V2

ekenligin tabamız.

2) İzoxorik protsess Gey-Lyussak nızamı menen sıpatlandı:

R1/ R2 = T1/T2

Keyingi formulaǵa joqarıdagi Rá ni ańlatpasın qoyıp tómendegini payda etemiz. V1R1/ V2R2 = T1/T2

bunnan

V1R1/T1 = V2R2/T2

Joqarıdagi ańlatpadan kórinip tur, belgili massalı gaz ushın VR/T qatnası barlíq waqıtta turaqlı qaladı.

70

(9) formula Klapeyron teńlemesi (nızamı) dep ataladı. Klapeyron teńlemesindegi V turaqlı turli gazlar ushın turli mánislerdi alıp, qolaysızlíq tuwdıradı. 1975 jılda Mendeleev, Klapeyron teńlemesin Avogadro nızamı menen biriktirip, onı kemshiligin dúzetti.

Avogadro nızamına kóre hár qanday 1 mol gaz normal basım hám temperaturada birdey Vm kólemdi iyeleydi. Nátiyjede V turaqlı barlíq gazlar ushın birdey boladı hám onı R menen belgileymiz.

R turaqlı universal gaz turaqlısı dep ataladı. (10) formula kóbinshe RVm = R T

kórinisinde jazıladı. Bul ańlatpa 1 mol gaz ushın Klapeyron-Mendeleev teńlemesi (nızamı) dep ataladí. Belgili basım hám temperaturada gaz kólemi onıń masasına proportsional bolǵani ushın

Vm/V = Mm

boladı. M – gazdıń molyar massası, V - m massalı gazdıń iyelegen kólemi. Joqarıdagi ańlatpadan

Vm = V Mm

kelip shıǵadı. Vm nıń bul ańlatpasın (10) formulaǵa qoyıp tómendegi teńlemeni payda etemiz RV Mm =RT

yaki

(11) formula ixtiyariy massalı gaz ushın KlapeyronMendeleev teńlemesi (nızamı) dep ataladí.

(11) formuladan gazdıń tıǵızlıǵı ni anıqlaw mumkin:

m

R = M V RT,

Vm bolǵani ushın R = m R T boladı, bunnan

Universal gaz turaqlısı san mánisin (10) formuladan anıqlayı3. Bunıń ushın 1 mol gaz normal sharayatta R= 1,013∙105 Pa basım, Vm = 0,02241 m3/mol kólem, T=273 K temperaturaǵa iye bolıwın esapqa alamız:

Klapeyron-Mendeleev teńlemesi tájriybe tiykarında tabılǵan gaz nızamların biriktirgeni ushın ol da ámeliy nızam dep ataladı. Tómende molekulyar-kinetik teoriya tiykarında ideal gazlardı teoriyalíq úyrenemiz.

71