የምንኖርባት አለም በማይታሰብ መልኩ ውብ እና በተለያዩ የህይወት ጎዳናዎች የተሞላች ናት። እነዚህ ሁሉ ሂደቶች የሚታወቁት በሚታወቀው ሳይንስ - ፊዚክስ ነው. ስለ አጽናፈ ሰማይ አመጣጥ ቢያንስ የተወሰነ ሀሳብ ለማግኘት እድል ይሰጣል። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ እንደ ሞለኪውላር ኪኔቲክ ቲዎሪ, እኩልታዎቹ, ዓይነቶች እና ቀመሮች ያሉ ጽንሰ-ሐሳቦችን እንመለከታለን. ነገር ግን በእነዚህ ጉዳዮች ላይ ወደ ጥልቅ ጥናት ከመሄድዎ በፊት የፊዚክስን ትርጉም እና የሚያጠኑባቸውን ዘርፎች ለራስዎ ግልጽ ማድረግ ያስፈልግዎታል።
ፊዚክስ ምንድን ነው?
በእውነቱ ይህ ሳይንስ በጣም ሰፊ እና ምናልባትም በሰው ልጅ ታሪክ ውስጥ እጅግ መሠረታዊ ከሆኑት አንዱ ነው። ለምሳሌ ፣ ተመሳሳይ የኮምፒዩተር ሳይንስ በሁሉም የሰው ልጅ እንቅስቃሴ መስክ ፣ የሂሳብ ንድፍም ሆነ የካርቱን ፈጠራ ከሆነ ፣ ፊዚክስ ራሱ ሕይወት ነው ፣ ውስብስብ ሂደቶቹ እና ፍሰቶቹ መግለጫ። በተቻለ መጠን መረዳትን በማቅለል ትርጉሙን ለማውጣት እንሞክር።
ስለዚህስለዚህ, ፊዚክስ የኃይል እና የቁስ አካል ጥናትን, በመካከላቸው ያለውን ትስስር, በሰፊው አጽናፈ ዓለማችን ውስጥ ስለሚከሰቱ ብዙ ሂደቶች ማብራሪያን የሚመለከት ሳይንስ ነው. የቁስ አወቃቀር ሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ በቲዎሪ እና የፊዚክስ ቅርንጫፎች ባህር ውስጥ ትንሽ ጠብታ ብቻ ነው።
ይህ ሳይንስ በዝርዝር የሚያጠናው
ኢነርጂ በተለያዩ መንገዶች ሊወከል ይችላል። ለምሳሌ, በብርሃን, በእንቅስቃሴ, በስበት ኃይል, በጨረር, በኤሌክትሪክ እና በሌሎች በርካታ ቅርጾች. በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የእነዚህን ቅርጾች አወቃቀር ሞለኪውላር ኪኔቲክ ቲዎሪ እንነካለን።
የቁስ ጥናት የቁስ የአቶሚክ መዋቅር ግንዛቤ ይሰጠናል። በነገራችን ላይ ከሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ ይከተላል. የቁስ አወቃቀሩ ሳይንስ የመኖራችንን ትርጉም እንድንረዳ እና እንድናገኝ ያስችለናል, ለህይወት መፈጠር ምክንያቶች እና አጽናፈ ሰማይ እራሱ. አሁንም የቁስን ሞለኪውላር ኪኔቲክ ቲዎሪ ለማጥናት እንሞክር።
በመጀመሪያ የቃላቶቹን እና ማናቸውንም መደምደሚያዎች ለመረዳት አንዳንድ መግቢያ ያስፈልጋል።
ፊዚክስ ርዕሶች
የሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ ምን እንደሆነ ለሚለው ጥያቄ ሲመልስ ስለ ፊዚክስ ክፍሎች ከመናገር በቀር አንድ ሰው አይችልም። እነዚህ እያንዳንዳቸው ስለ አንድ የተወሰነ የሰው ልጅ ሕይወት ዝርዝር ጥናት እና ማብራሪያን ይመለከታል። እነሱም እንደሚከተለው ተመድበዋል፡
- መካኒክስ፣ እሱም በሁለት ተጨማሪ ክፍሎች የተከፈለ፡ ኪነማቲክስ እና ዳይናሚክስ።
- ስታቲክ።
- ቴርሞዳይናሚክስ።
- ሞለኪውላር ክፍል።
- ኤሌክትሮዳይናሚክስ።
- ኦፕቲክስ።
- የኳንተምስ ፊዚክስ እና የአቶሚክ ኒውክሊየስ።
ስለ ሞለኪውላር በተለይ እንነጋገርፊዚክስ፣ ምክንያቱም በሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ ላይ የተመሰረተ ነው።
ቴርሞዳይናሚክስ ምንድን ነው?
በአጠቃላይ፣ ሞለኪውላዊው ክፍል እና ቴርሞዳይናሚክስ በቅርበት የተሳሰሩ የፊዚክስ ቅርንጫፎች ናቸው፣ እነሱም የአጠቃላይ የፊዚካል ሲስተሞችን ማክሮስኮፒክ አካል ብቻ ያጠናል። እነዚህ ሳይንሶች የአካል እና የቁስ አካላትን ውስጣዊ ሁኔታ በትክክል እንደሚገልጹ ማስታወሱ ጠቃሚ ነው። ለምሳሌ, በአቶሚክ ደረጃ በማሞቅ, ክሪስታላይዜሽን, በትነት እና በማቀዝቀዝ ጊዜ ግዛታቸው. በሌላ አነጋገር ሞለኪውላር ፊዚክስ እጅግ በጣም ብዙ ቅንጣቶችን ያቀፈ የስርአቶች ሳይንስ ነው፡ አቶሞች እና ሞለኪውሎች።
የሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ ዋና ድንጋጌዎችን ያጠኑት እነዚህ ሳይንሶች ናቸው።
በሰባተኛ ክፍል ኮርስ ላይ እንኳን፣ከጥቃቅን እና ማክሮ-ዓለሞች፣ስርዓቶች ጽንሰ-ሀሳቦች ጋር ተዋወቅን። እነዚህን ውሎች በማህደረ ትውስታ ውስጥ ማደስ እጅግ የላቀ አይሆንም።
ማይክሮ ዓለሙ፣ ከስሙ እንደምንረዳው፣ ከአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የተሠራ ነው። በሌላ አነጋገር ይህ የትንሽ ቅንጣቶች ዓለም ነው. መጠኖቻቸው የሚለካው ከ10-18 m እስከ 10-4 m ባለው ክልል ውስጥ ነው፣ እና የግዛታቸው ጊዜ ማለቂያ የሌለው እና ሊደርስ ይችላል። ያልተመጣጠነ ትንሽ ክፍተቶች፣ ለምሳሌ፣ 10-20 ሴ።
ማክሮ ወርልድ ብዙ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ያቀፈ የተረጋጉ ቅርጾችን አካላት እና ስርዓቶችን ይመለከታል። እንደነዚህ ያሉት ስርዓቶች ከእኛ የሰው መጠን ጋር ተመጣጣኝ ናቸው።
በተጨማሪም፣ እንደ ሜጋ አለም የሚባል ነገር አለ። እሱ ከግዙፍ ፕላኔቶች፣ ከኮስሚክ ጋላክሲዎች እና ውስብስቦች የተዋቀረ ነው።
መሰረታዊቲዎሪ
አሁን ትንሽ እንደጨረስን እና መሰረታዊ የፊዚክስ ቃላትን ስላስታወስን በቀጥታ ወደዚህ መጣጥፍ ዋና ርዕስ መሄድ እንችላለን።
Molecular-kinetic theory ታየ እና ለመጀመሪያ ጊዜ የተቀረፀው በአስራ ዘጠነኛው ክፍለ ዘመን ነው። ዋናው ነገር እንደ ሮበርት ሁክ፣ ይስሐቅ ከመሳሰሉት ታዋቂ ሳይንቲስቶች ግምቶች የተሰበሰቡ ሦስት መሠረታዊ ድንጋጌዎችን መሠረት በማድረግ የማንኛውም ንጥረ ነገር አወቃቀሩን በዝርዝር በመግለጹ ላይ ነው። ኒውተን፣ ዳንኤል በርኑሊ፣ ሚካሂል ሎሞኖሶቭ እና ሌሎች ብዙ።
የሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ ዋና ድንጋጌዎች ይህን ይመስላል፡
- በፍፁም ሁሉም ንጥረ ነገሮች (ፈሳሽ፣ ጠጣር ወይም ጋዝ ሳይሆኑ) ውስብስብ መዋቅር አላቸው፣ ትናንሽ ቅንጣቶችን ያቀፈ፡ ሞለኪውሎች እና አቶሞች። አተሞች አንዳንዴ "አንደኛ ደረጃ ሞለኪውሎች" ይባላሉ።
- እነዚህ ሁሉ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ሁል ጊዜ ቀጣይነት ባለው እና ምስቅልቅል እንቅስቃሴ ውስጥ ናቸው። እያንዳንዳችን የዚህ ሀሳብ ቀጥተኛ ማረጋገጫ አጋጥሞናል ፣ ግን ፣ ምናልባትም ፣ ለእሱ ብዙ ጠቀሜታ አላያያዝነውም። ለምሳሌ፣ ሁላችንም በፀሐይ ጨረሮች ዳራ ላይ የአቧራ ቅንጣቶች ያለማቋረጥ ወደ ምስቅልቅል አቅጣጫ እንደሚሄዱ አይተናል። ይህ የሆነበት ምክንያት አተሞች እርስ በእርሳቸው የሚገፋፉ በመሆናቸው በየጊዜው እርስበርስ የመንቀሳቀስ ኃይልን ስለሚሰጡ ነው። ይህ ክስተት ለመጀመሪያ ጊዜ የተጠናዉ በ1827 ሲሆን ስሙም በአግኚው ስም ተሰይሟል - "Brownian motion"።
- ሁሉም አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች እርስ በእርሳቸው የማያቋርጥ መስተጋብር ሂደት ላይ ናቸው።የኤሌክትሪክ ድንጋይ ያላቸው የተወሰኑ ኃይሎች።
ቦታ ቁጥር ሁለትን የሚገልጽ ሌላ ምሳሌ ለምሳሌ ጋዞችን ሞለኪውላዊ ኪነቲክ ቲዎሪ ላይም ሊተገበር እንደሚችል ልብ ሊባል ይገባል። በዕለት ተዕለት ህይወታችን እና በብዙ ሙከራዎች እና ቁጥጥሮች ውስጥ እናጋጥመዋለን፣ስለዚህ ስለእሱ ሀሳብ ማግኘቱ አስፈላጊ ነው።
በመጀመሪያ የሚከተሉትን ምሳሌዎች አስቡባቸው፡
ዶክተሩ በድንገት ጠረጴዛው ላይ ካለው ብልቃጥ ላይ አልኮል ፈሰሰ። ወይም ደግሞ የሽቶ ጠርሙስህን ጥለህ ወለሉ ላይ ተሰራጭተህ ይሆናል።
ለምን በእነዚህ ሁለት አጋጣሚዎች የአልኮል ሽታ እና የሽቶ ሽታ ከተወሰነ ጊዜ በኋላ ሙሉውን ክፍል ይሞላል እንጂ የእነዚህ ንጥረ ነገሮች ይዘት የፈሰሰበት አካባቢ ብቻ አይደለም?
መልሱ ቀላል ነው፡ ስርጭት።
ስርጭት - ምንድን ነው? እንዴት ነው የሚፈሰው?
ይህ አንድ የተወሰነ ንጥረ ነገር (በተለምዶ ጋዝ) የሚባሉት ቅንጣቶች ወደ ሌላ ሞለኪውላር ክፍተት ውስጥ ዘልቀው የሚገቡበት ሂደት ነው። ከላይ በምሳሌዎቻችን ውስጥ የሚከተለው ተከስቷል፡- በሙቀት ምክንያት ማለትም ቀጣይነት ያለው እና ያልተከፋፈለ እንቅስቃሴ፣ አልኮል እና/ወይም ሽቶ ሞለኪውሎች በአየር ሞለኪውሎች መካከል ባለው ክፍተት ውስጥ ወድቀዋል። ቀስ በቀስ, ከአቶሞች እና ከአየር ሞለኪውሎች ጋር በመጋጨት ተጽእኖ ስር በክፍሉ ዙሪያ ተሰራጭተዋል. በነገራችን ላይ የስርጭቱ መጠን ፣ ማለትም ፣ የፍሰቱ ፍጥነት ፣ በስርጭት ውስጥ በተካተቱት ንጥረ ነገሮች ጥግግት ፣ እንዲሁም በአተሞች እና ሞለኪውሎች እንቅስቃሴ ኃይል ላይ የተመሠረተ ነው ፣ ኪኔቲክ ይባላል። የእንቅስቃሴው ጉልበት በጨመረ መጠን የእነዚህ ሞለኪውሎች ፍጥነታቸው እንደቅደም ተከተላቸው እና ጥንካሬው ከፍ ይላል።
በጣም ፈጣኑ የስርጭት ሂደት በጋዞች ውስጥ ስርጭት ተብሎ ሊጠራ ይችላል። ይህ የሆነበት ምክንያት ጋዝ በአፃፃፍ ውስጥ ተመሳሳይነት ያለው ባለመሆኑ ነው ፣ ይህ ማለት በጋዞች ውስጥ ያሉ ኢንተርሞለኪውላዊ ክፍተቶች ከፍተኛ መጠን ያለው ቦታ ይይዛሉ ፣ እና የውጭ ንጥረ ነገር አተሞች እና ሞለኪውሎች ወደ እነሱ የመግባት ሂደት ቀላል እና ፈጣን ይሆናል ።.
ይህ ሂደት በፈሳሽ ውስጥ ትንሽ ቀርፋፋ ነው። በአንድ ኩባያ ሻይ ውስጥ የሸንኮራ ኪዩብ መፍታት የጠጣር በፈሳሽ ውስጥ የመሰራጨቱ ምሳሌ ብቻ ነው።
ግን ረጅሙ ጊዜ ጠንካራ ክሪስታላይን መዋቅር ባላቸው አካላት ውስጥ መሰራጨት ነው። ይህ በትክክል ነው, ምክንያቱም የጠጣር አወቃቀሩ ተመሳሳይነት ያለው እና ጠንካራ ክሪስታል ጥልፍልፍ አለው, በሴሎች ውስጥ የጠንካራው አተሞች ይንቀጠቀጣሉ. ለምሳሌ የሁለት የብረት ብረቶች ገጽታ በደንብ ከተጸዳ በኋላ እርስ በርስ ከተገናኘ ከበቂ በላይ ጊዜ ካለፈ በኋላ የአንዱን ብረት ቁርጥራጭ በሌላኛው ላይ እና በተገላቢጦሽ መለየት እንችላለን።
እንደማንኛውም መሰረታዊ የፊዚክስ መሰረታዊ ፅንሰ-ሀሳብ ወደ ተለያዩ ክፍሎች ይከፈላል፡- ምደባ፣ አይነቶች፣ ቀመሮች፣ እኩልታዎች እና የመሳሰሉት። ስለዚህ, የሞለኪውላር ኪኔቲክ ቲዎሪ መሰረታዊ ነገሮችን ተምረናል. ይህ ማለት ወደ ግለሰባዊ የንድፈ ሐሳብ ብሎኮች ግምት በጥንቃቄ መቀጠል ይችላሉ።
የጋዞች ሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ
የጋዝ ንድፈ ሃሳብ አቅርቦቶችን መረዳት ያስፈልጋል። ቀደም ሲል እንደተናገርነው እንደ ግፊት እና የሙቀት መጠን ያሉ ጋዞችን ማክሮስኮፕ ባህሪያትን እንመለከታለን. ይሄየጋዞችን ሞለኪውላዊ-ኪነቲክ ቲዎሪ እኩልነት ለማግኘት በኋላ ላይ ያስፈልጋል። ግን ሂሳብ - በኋላ፣ እና አሁን ከቲዎሪ ጋር እና፣ በዚሁ መሰረት፣ ፊዚክስን እናስተናግድ።
ሳይንቲስቶች የጋዞችን ሞለኪውላር ንድፈ ሃሳብ አምስት ድንጋጌዎችን ቀርፀዋል፣ እነዚህም ጋዞችን የኪነቲክ ሞዴልን ለመረዳት ይረዳሉ። ይህን ይመስላል፡
- ሁሉም ጋዞች የተወሰነ መጠን በሌላቸው ነገር ግን የተወሰነ መጠን ካላቸው አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የተሠሩ ናቸው። በሌላ አነጋገር የእነዚህ ቅንጣቶች መጠን በመካከላቸው ካለው ርዝመት ጋር ሲነጻጸር አነስተኛ ነው።
- የጋዞች አቶሞች እና ሞለኪውሎች ምንም እምቅ ሃይል የላቸውም፣ እንደቅደም ተከተላቸው፣ በህጉ መሰረት ሁሉም ሃይል ከኪነቲክ ጋር እኩል ነው።
- ከዚህ አቋም ጋር ቀደም ብለን ተዋወቅን - Brownian motion። ማለትም፣ የጋዝ ቅንጣቶች ሁል ጊዜ ቀጣይነት ባለው እና ምስቅልቅል እንቅስቃሴ ውስጥ ናቸው።
- በፍፁም ሁሉም የጋዝ ቅንጣቶች እርስ በርስ የሚጋጩ ከፍጥነት እና ከኃይል መልእክት ጋር ሙሉ ለሙሉ የመለጠጥ ናቸው። ይህ ማለት በግጭት ጊዜ ምንም አይነት ጉልበት ወይም ሹል ዝላይ በኪነቲክ ሃይላቸው ላይ የለም።
- በመደበኛ ሁኔታዎች እና በቋሚ የሙቀት መጠን፣ የሁሉም ጋዞች ቅንጣት እንቅስቃሴ አማካኝ ኃይል አንድ ነው።
አምስተኛውን ቦታ በዚህ አይነት የጋዞች ሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ ቀመር በመጠቀም እንደገና መፃፍ እንችላለን፡
E=1/2mv^2=3/2kT፣
የት k የቦልትማን ቋሚ; ቲ - ሙቀት በኬልቪን።
ይህ እኩልታ በኤሌሜንታሪ የጋዝ ቅንጣቶች ፍጥነት እና በፍፁም ሙቀታቸው መካከል ያለውን ግንኙነት እንድንረዳ ያደርገናል። በዚህ መሠረት ፍፁምነታቸው ከፍ ያለ ነውየሙቀት መጠኑ፣ ፍጥነታቸው እና የእንቅስቃሴ ኃይላቸው የበለጠ ይሆናል።
የጋዝ ግፊት
እንደ ጋዞች ግፊት ያሉ የባህሪው ማክሮስኮፒክ አካላት እንዲሁ የኪነቲክ ቲዎሪ በመጠቀም ሊገለጹ ይችላሉ። ይህንን ለማድረግ፣ የሚከተለውን ምሳሌ እናስብ።
የአንዳንድ ጋዝ ሞለኪውል በሳጥን ውስጥ እንዳለ እናስብ ርዝመቱ ኤል ነው። ከላይ የተገለጸውን የጋዝ ንድፈ ሐሳብ ድንጋጌዎች እንጠቀም እና ሞለኪውላዊው ሉል የሚንቀሳቀሰው በ x ብቻ መሆኑን ከግምት ውስጥ እናስገባለን። - ዘንግ. ስለዚህ, ከመርከቧ ግድግዳዎች (ሳጥኑ) አንዱን የመለጠጥ ሂደትን ለመመልከት እንችላለን.
የሂደቱ የግጭት ፍጥነት እንደምናውቀው በቀመር፡ p=mv ይወሰናል፡ በዚህ ጊዜ ግን ይህ ፎርሙላ በፕሮጀክሽን መልክ፡ p=mv(x) ይወስዳል።.
የ x-ዘንግ ልኬትን ማለትም የ x-ዘንግን ብቻ ስለምንመለከት አጠቃላይ የፍጥነት ለውጥ በቀመሩ mv(x) - m(-v() ይገለጻል። x))=2mv(x)
በመቀጠል የኒውተንን ሁለተኛ ህግ በመጠቀም የኛ ነገር የሚፈጽመውን ኃይል አስቡ፡ F=ma=P/t.
ከእነዚህ ቀመሮች ግፊትን ከጋዝ ጎን እንገልፃለን፡ P=F/a;
አሁን የግዳጅ አገላለፁን በውጤቱ ቀመር እንተካውና፦ P=mv(x)^2/L^3.
እናገኛለን።
ከዛ በኋላ፣ ያለቀ የግፊት ቀመራችን ለ N-th የጋዝ ሞለኪውሎች መፃፍ ይችላል። በሌላ አነጋገር፣ ይህን ይመስላል፡
P=Nmv(x)^2/V፣ ቁ ፍጥነት እና ቪ መጠን ነው።
አሁን በጋዝ ግፊት ላይ ጥቂት መሰረታዊ አቅርቦቶችን ለማጉላት እንሞክር፡
- በሚገለጽ ነው።የሚገኝበት ነገር ግድግዳ ሞለኪውሎች ጋር የሞለኪውሎች ግጭት።
- የግፊቱ መጠን በቀጥታ የሚዛመደው በሞለኪውሎች በመርከቧ ግድግዳ ላይ ካለው ተጽእኖ ኃይል እና ፍጥነት ጋር ነው።
በንድፈ ሀሳብ ላይ አንዳንድ አጭር መደምደሚያዎች
ወደ ፊት ከመሄዳችን እና የሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ መሰረታዊ እኩልታን ከማጤን በፊት፣ ከላይ ከተጠቀሱት ነጥቦች እና ንድፈ ሃሳቦች ጥቂት አጭር ድምዳሜዎችን እናቀርብልዎታለን፡
- የአተሞች እና ሞለኪውሎቹ አማካይ የእንቅስቃሴ ሃይል መለኪያ ፍፁም የሙቀት መጠን ነው።
- ሁለት የተለያዩ ጋዞች በአንድ የሙቀት መጠን ውስጥ ሲሆኑ ሞለኪውሎቻቸው አማካይ የኪነቲክ ሃይል አላቸው።
- የጋዝ ቅንጣቶች ኃይል ከአማካይ ካሬ ፍጥነት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው፡ E=1/2mv^2።
- የጋዝ ሞለኪውሎች እንደየቅደም ተከተላቸው አማካኝ የኪነቲክ ሃይል እና አማካይ ፍጥነት ቢኖራቸውም ነጠላ ቅንጣቶች በተለያየ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ፡ አንዳንዶቹ ፈጣን፣አንዳንዶች ቀርፋፋ።
- የሙቀቱ መጠን ከፍ ባለ መጠን የሞለኪውሎቹ ፍጥነት ከፍ ይላል።
- የጋዙን ሙቀት ስንት ጊዜ እንደጨመርን (ለምሳሌ፣ እጥፍ)፣ የንጥረቶቹ እንቅስቃሴ ሃይል ብዙ ጊዜ ይጨምራል (በቅደም ተከተል፣ በእጥፍ)።
መሠረታዊ እኩልታ እና ቀመሮች
የሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ መሰረታዊ እኩልታ በማይክሮ ዓለሙ መጠኖች እና፣በዚህም መሰረት፣ማክሮስኮፒክ፣ማለትም፣መለኪያዎች፣ብዛቶች መካከል ያለውን ግንኙነት ለመመስረት ያስችላል።
የሞለኪውላር ንድፈ ሃሳብ ከግምት ውስጥ ከሚገቡት በጣም ቀላል ሞዴሎች ውስጥ አንዱ ጥሩ የጋዝ ሞዴል ነው።
ይህን ማለት ይችላሉ።ይህ በሞለኪውላር ኪነቲክ ንድፈ ሃሳባዊ ጋዝ የተጠና ምናባዊ ሞዴል አይነት ነው፡ በዚህ ውስጥ፡
- በጣም ቀላል የሆኑት የጋዝ ቅንጣቶች እርስበርስ እና ከማንኛውም ዕቃ ግድግዳ ሞለኪውሎች ጋር በአንድ ጉዳይ ላይ የሚገናኙ ፍፁም የመለጠጥ ኳሶች ተደርገው ይወሰዳሉ - ፍፁም የመለጠጥ ግጭት፤
- በጋዙ ውስጥ የመሳብ ሃይሎች የሉም፣ ወይም በትክክል ችላ ሊባሉ ይችላሉ፤
- የጋዙ ውስጣዊ መዋቅር ንጥረ ነገሮች እንደ ቁሳቁስ ነጥቦች ሊወሰዱ ይችላሉ፣ ያም ማለት ድምፃቸው እንዲሁ ችላ ሊባል ይችላል።
እንዲህ ዓይነቱን ሞዴል ግምት ውስጥ በማስገባት ጀርመናዊው ተወላጅ የሆነው የፊዚክስ ሊቅ ሩዶልፍ ክላውስየስ በጥቃቅን እና በማክሮስኮፒክ መለኪያዎች ግንኙነት የጋዝ ግፊት ቀመርን ጽፏል። ይህን ይመስላል፡
p=1/3m(0)nv^2።
በኋላ ይህ ቀመር እንደ ሃሳባዊ ጋዝ የሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ መሰረታዊ እኩልታ ይባላል። በተለያዩ ቅርጾች ሊቀርብ ይችላል. አሁን የእኛ ግዴታ እንደ ሞለኪውላር ፊዚክስ፣ ሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ እና ሙሉ እኩልታዎቻቸውን እና ዓይነቶቻቸውን ማሳየት ነው። ስለዚህ፣ ሌሎች የመሠረታዊ ቀመር ልዩነቶችን ማጤን ተገቢ ነው።
የጋዝ ሞለኪውሎች እንቅስቃሴን የሚለይ አማካይ ኢነርጂ የሚገኘውን ቀመር በመጠቀም እንደሚገኝ እናውቃለን፡E=m(0)v^2/2።
በዚህ አጋጣሚ m(0)v^2 የሚለውን አገላለጽ በመጀመሪያው የግፊት ቀመር በአማካይ የኪነቲክ ሃይል መተካት እንችላለን። በዚህ ምክንያት የጋዞችን ሞለኪውላር ኪኔቲክ ንድፈ ሃሳብ መሰረታዊ እኩልታ በሚከተለው መልኩ ለማዘጋጀት እድሉ ይኖረናል፡- p=2/3nE.
ከዚህም በተጨማሪ m(0)n የሚለው አገላለጽ በሁለት ጥቅሶች ሊጻፍ እንደሚችል ሁላችንም እናውቃለን፡
m/NN/V=m/V=ρ.
ከእነዚህ ማጭበርበሮች በኋላ፣የሃሳባዊ ጋዝን የሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ ስሌት ቀመርን በሶስተኛ እና በተለያየ መልኩ መፃፍ እንችላለን፡
p=1/3ρv^2።
ጥሩ፣ ምናልባት በዚህ ርዕስ ላይ ማወቅ ያለብዎት ያ ብቻ ነው። የተገኘውን እውቀት በአጭር (እንዲሁም አይደለም) መደምደሚያዎችን ለማደራጀት ብቻ ይቀራል።
ሁሉም አጠቃላይ ድምዳሜዎች እና ቀመሮች በርዕሱ ላይ "Molecular-kinetic theory"
ስለዚህ እንጀምር።
መጀመሪያ፡
ፊዚክስ በተፈጥሮ ሳይንስ ሂደት ውስጥ የተካተተ መሰረታዊ ሳይንስ ሲሆን የቁስ እና የኢነርጂ ባህሪያት፣አወቃቀራቸው፣የኢንኦርጋኒክ ተፈጥሮ ቅጦችን ያጠናል።
የሚከተሉትን ክፍሎች ያካትታል፡
- ሜካኒክስ (ኪነማቲክስ እና ተለዋዋጭ)፤
- ስታቲክ፤
- ቴርሞዳይናሚክስ፤
- ኤሌክትሮዳይናሚክስ፤
- ሞለኪውላዊ ክፍል፤
- ኦፕቲክስ፤
- የኳንተምስ ፊዚክስ እና የአቶሚክ ኒውክሊየስ።
ሁለተኛ፡
Particle ፊዚክስ እና ቴርሞዳይናሚክስ በቅርበት የተያያዙ ቅርንጫፎች ሲሆኑ የአጠቃላይ የአካል ስርዓቶች ብዛት ልዩ የሆነውን ማክሮስኮፒክን ማለትም እጅግ በጣም ብዙ የአንደኛ ደረጃ ቅንጣቶችን ያካተቱ ስርዓቶችን የሚያጠኑ ቅርንጫፎች ናቸው።
በሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ ላይ የተመሰረቱ ናቸው።
ሶስተኛ፡
የጉዳዩ ዋናው ነገር ይህ ነው። የሞለኪውላር ኪኔቲክ ቲዎሪ የአንድን ንጥረ ነገር አወቃቀሩ በዝርዝር ይገልጻል (ብዙውን ጊዜ የጋዞች መዋቅር ከጠጣር ይልቅ).እና ፈሳሽ አካላት), በታዋቂ ሳይንቲስቶች ግምቶች ውስጥ በተሰበሰቡ ሶስት መሠረታዊ ግምቶች ላይ ተመስርቷል. ከነሱ መካከል፡- ሮበርት ሁክ፣ አይዛክ ኒውተን፣ ዳንኤል በርኑሊ፣ ሚካሂል ሎሞኖሶቭ እና ሌሎች ብዙ።
አራተኛ፡
ሶስቱ የሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ መሰረታዊ መርሆች፡
- ሁሉም ንጥረ ነገሮች (ፈሳሽ፣ ጠጣር ወይም ጋዝ ሳይሆኑ) ትናንሽ ቅንጣቶችን ያቀፈ ውስብስብ መዋቅር አላቸው፡ ሞለኪውሎች እና አቶሞች።
- እነዚህ ሁሉ ቀላል ቅንጣቶች የማያቋርጥ ትርምስ ውስጥ ናቸው። ምሳሌ፡ ቡኒያዊ እንቅስቃሴ እና ስርጭት።
- በማንኛውም ሁኔታ ስር ያሉ ሁሉም ሞለኪውሎች የኤሌክትሪክ ድንጋይ ካላቸው የተወሰኑ ሃይሎች ጋር ይገናኛሉ።
እያንዳንዱ የሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ ድንጋጌዎች በቁስ አካል አወቃቀር ጥናት ውስጥ ጠንካራ መሠረት ናቸው።
አምስተኛ፡
የሞለኪውላር ቲዎሪ በርካታ ዋና ዋና ነጥቦች ለጋዝ ሞዴል፡
- ሁሉም ጋዞች የተወሰነ መጠን በሌላቸው ነገር ግን የተወሰነ መጠን ካላቸው አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች የተሠሩ ናቸው። በሌላ አነጋገር የእነዚህ ቅንጣቶች መጠን በመካከላቸው ካለው ርቀት አንጻር ሲታይ አነስተኛ ነው።
- የጋዞች አተሞች እና ሞለኪውሎች ምንም አቅም የላቸውም፣ እንደቅደም ተከተላቸው፣ አጠቃላይ ኃይላቸው ከኪነቲክ አንድ ጋር እኩል ነው።
- ከዚህ አቋም ጋር ቀደም ብለን ተዋወቅን - Brownian motion። ማለትም የጋዝ ቅንጣቶች ሁል ጊዜ ቀጣይነት ባለው እና በዘፈቀደ እንቅስቃሴ ውስጥ ናቸው።
- በፍፁም ሁሉም የአተሞች እና የጋዞች ሞለኪውሎች የእርስ በርስ ግጭቶች ከፍጥነት እና ጉልበት መልእክት ጋር ሙሉ ለሙሉ የመለጠጥ ናቸው። ይሄማለት በግጭት ጊዜ ምንም ጉልበት ወይም ሹል ዝላይ በኪነቲክ ሃይላቸው ውስጥ የለም ማለት ነው።
- በመደበኛ ሁኔታዎች እና በቋሚ የሙቀት መጠን፣ የሁሉም ጋዞች አማካኝ የኪነቲክ ሃይል ተመሳሳይ ነው።
ስድስተኛ፡
በጋዞች ላይ ካለው ንድፈ ሃሳብ የተወሰደ መደምደሚያ፡
- ፍፁም የሙቀት መጠን የአተሞች እና ሞለኪውሎቹ አማካኝ የኪነቲክ ሃይል መለኪያ ነው።
- ሁለት የተለያዩ ጋዞች በአንድ የሙቀት መጠን ውስጥ ሲሆኑ ሞለኪውሎቻቸው አማካይ የኪነቲክ ሃይል አላቸው።
- የጋዝ ቅንጣቶች አማካኝ የእንቅስቃሴ ኃይል ከሥሩ አማካኝ ካሬ ፍጥነት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው፡ E=1/2mv^2።
- የጋዝ ሞለኪውሎች እንደየቅደም ተከተላቸው አማካኝ የኪነቲክ ሃይል እና አማካይ ፍጥነት ቢኖራቸውም ነጠላ ቅንጣቶች በተለያየ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ፡ አንዳንዶቹ ፈጣን፣አንዳንዶች ቀርፋፋ።
- የሙቀቱ መጠን ከፍ ባለ መጠን የሞለኪውሎቹ ፍጥነት ከፍ ይላል።
- የጋዙን ሙቀት ስንት ጊዜ እንደጨመርን (ለምሳሌ፣ እጥፍ)፣ የንጥረቶቹ አማካኝ የኪነቲክ ሃይል እንዲሁ ብዙ ጊዜ ይጨምራል (በቅደም ተከተል፣ በእጥፍ)።
- በመርከቧ ግድግዳ ላይ ባለው የጋዝ ግፊት እና በእነዚህ ግድግዳዎች ላይ የሞለኪውሎች ተፅእኖ መጠን መካከል ያለው ግንኙነት ቀጥተኛ ተመጣጣኝ ነው፡ ብዙ ተጽእኖዎች, ግፊቱ ከፍ ይላል, እና በተቃራኒው..
ሰባተኛ፡
ጥሩ የጋዝ ሞዴል የሚከተሉት ሁኔታዎች መሟላት ያለባቸው ሞዴል ነው፡
- የጋዝ ሞለኪውሎች እንደ ፍፁም ላስቲክ ኳሶች ሊቆጠሩ ይችላሉ።
- እነዚህ ኳሶች እርስ በእርስ እና ከማንኛውም ግድግዳዎች ጋር መስተጋብር መፍጠር ይችላሉ።መርከብ በአንድ ጉዳይ ላይ ብቻ - ፍፁም የመለጠጥ ግጭት።
- እነዛ በአተሞች እና በጋዝ ሞለኪውሎች መካከል ያለውን የእርስ በርስ ግፊት የሚገልጹ ሃይሎች አይገኙም ወይም በትክክል ችላ ሊባሉ ይችላሉ።
- አተሞች እና ሞለኪውሎች እንደ ቁስ ነጥብ ይቆጠራሉ፣ ያም ማለት ድምፃቸው እንዲሁ ችላ ሊባል ይችላል።
ስምንተኛ፡
ሁሉንም መሰረታዊ እኩልታዎች እንስጥ እና ቀመሮቹን በርዕሱ "Molecular-kinetic theory"፡
እናሳይ።
p=1/3m(0)nv^2 - በጀርመናዊው የፊዚክስ ሊቅ ሩዶልፍ ክላውስየስ የተገኘ ለትክክለኛው የጋዝ ሞዴል መሰረታዊ እኩልታ።
p=2/3nE - የአንድ ሃሳባዊ ጋዝ የሞለኪውላር-ኪነቲክ ቲዎሪ መሰረታዊ እኩልታ። ከሞለኪውሎች አማካኝ የኪነቲክ ሃይል የተገኘ።
р=1 ρ^ 2 - ተመሳሳይ እኩልታ, ነገር ግን በአደገኛ የጋዝ ሞለኪውሎች አማካይነት በመፍራት እና በስርአር ቁጥር ቁጥር
m(0)=M/N(a) - የአንድን ሞለኪውል ብዛት በአቮጋድሮ ቁጥር ለማግኘት ቀመር።
v^2=(v(1)+v(2)+v(3)+…)/N - የሞለኪውሎች አማካኝ ካሬ ፍጥነት ለማግኘት ቀመር፣በየትም v(1)፣ v(2), v (3) እና የመሳሰሉት - የመጀመሪያው ሞለኪውል ፍጥነት, ሁለተኛው, ሦስተኛው እና የመሳሰሉት እስከ nth ሞለኪውል ድረስ.
n=N/V - የሞለኪውሎች ክምችት ለማግኘት ቀመር፣ N ማለት በአንድ የጋዝ መጠን ውስጥ ያለው የሞለኪውሎች ብዛት ለተወሰነው መጠን V.
ነው።
E=mv^2/2=3/2kT - የሞለኪውሎች አማካኝ ኪነቲክ ሃይል ለማግኘት የሚረዱ ቀመሮች፣ ቁ 2 ስር ሲሆን ሞለኪውሎች አማካይ ካሬ ፍጥነት፣ k ቋሚ ነው። በኦስትሪያዊው ስም የተሰየመ እሴት የሉድቪግ ቦልትማን ፊዚክስ እና ቲ የጋዝ ሙቀት ነው።
p=nkT - የግፊት ቀመር ከትኩረት አንፃር፣ ቋሚቦልትማን እና ፍፁም የሙቀት መጠን ቲ. ከሱ ሌላ መሠረታዊ ቀመር ይከተላል፣ በሩሲያ ሳይንቲስት ሜንዴሌቭ እና በፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ መሐንዲስ ክሌፔሮን የተገኙት፡
pV=m/MRT፣ R=kN(a) ለጋዞች ሁለንተናዊ ቋሚ ቋሚ ነው።
አሁን ለተለያዩ የአይሶ-ሂደቶች ቋሚዎችን እናሳይ፡አይሶባሪክ፣ኢሶኮሪክ፣ኢሶተርማል እና አዲያባቲክ።
pV/T=const -የጋዙ ብዛት እና ስብጥር ቋሚ ሲሆኑ ነው የሚከናወነው።
рV=const - የሙቀት መጠኑም ቋሚ ከሆነ።
V/T=const - የጋዝ ግፊት ቋሚ ከሆነ።
p/T=const - የድምጽ መጠን ቋሚ ከሆነ።
ምናልባት በዚህ ርዕስ ላይ ማወቅ ያለብዎት ያ ብቻ ነው።
ዛሬ እንደ ቲዎሬቲካል ፊዚክስ፣ በርካታ ክፍሎቹ እና ብሎኮች ባሉ ሳይንሳዊ መስክ ውስጥ ገብተናል። በበለጠ ዝርዝር ፣ እኛ እንደ መሰረታዊ ሞለኪውላዊ ፊዚክስ እና ቴርሞዳይናሚክስ ፣ ማለትም ፣ ሞለኪውላዊ-ኪነቲክ ቲዎሪ ፣ በመጀመሪያ ጥናት ውስጥ ምንም አይነት ችግር የማያመጣውን የፊዚክስ መስክ ነካን ፣ ግን በእውነቱ ብዙ ችግሮች አሉት ።. ስለ ተስማሚ የጋዝ ሞዴል ግንዛቤያችንን ያሰፋዋል, እሱም በዝርዝር ያጠናነው. በተጨማሪም ፣ የሞለኪውላር ንድፈ ሀሳብን በተለያዩ ልዩነቶች ውስጥ ከመሠረታዊ እኩልታዎች ጋር መተዋወቅን እና እንዲሁም በዚህ ርዕስ ላይ የተወሰኑ ያልታወቁ መጠኖችን ለማግኘት በጣም አስፈላጊ የሆኑትን ሁሉንም ቀመሮች ግምት ውስጥ እንዳስገባን ልብ ሊባል ይገባል ። ይህ በተለይ ለመጻፍ በሚዘጋጅበት ጊዜ ጠቃሚ ይሆናል ። ማንኛውም ፈተናዎች፣ ፈተናዎች እና ፈተናዎች፣ ወይም አጠቃላይ የፊዚክስ እይታ እና እውቀትን ለማስፋት።
ይህ ጽሁፍ ለእርስዎ ጠቃሚ እንደነበረ ተስፋ እናደርጋለን፣ እና ከሱ በጣም አስፈላጊ የሆነውን መረጃ ብቻ አውጥተሃል፣ ይህም እውቀትህን እንደ ሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ መሰረታዊ ድንጋጌዎች ባሉ የቴርሞዳይናሚክስ ምሰሶዎች ውስጥ በማጠናከር ነው።
