የጋዝ ድምር ሁኔታ ቴርሞዳይናሚክስ በስርዓቶች ውስጥ ቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን እና ኳሲ-ስታቲክ ሽግግሮችን የሚያጠና አስፈላጊ የፊዚክስ ክፍል ነው። የስርዓቶች ባህሪ ትንበያዎች የተመሰረቱበት ዋናው ሞዴል ተስማሚ የጋዝ ሞዴል ነው. በአጠቃቀሙ የ Mendeleev-Clapeyron እኩልታ ተገኝቷል. በጽሁፉ ውስጥ አስቡት።
ጥሩ ጋዝ
እንደምታውቁት ሁሉም እውነተኛ ጋዞች ሞለኪውሎች ወይም አቶሞች ያቀፈ ሲሆን በመካከላቸው ያለው ርቀቶች በዝቅተኛ ግፊቶች መጠናቸው በጣም ትልቅ ነው። በተጨማሪም፣ በከፍተኛ ሙቀት፣ በፍፁም ሚዛን፣ የሞለኪውሎች የእንቅስቃሴ ሃይል ከደካማ የዲፖል-ዲፖል መስተጋብር ጋር ተያይዘው ከሚመጡት እምቅ ሃይል ይበልጣል (ከእነዚህ ግንኙነቶች በተጨማሪ ሌሎች የኬሚካል ቦንድ ዓይነቶች ካሉ ለምሳሌ ionክ ወይም ሃይድሮጂን፣ ከዚያም ለውስጣዊ ስርአት ሃይል እምቅ አካል ከፍተኛ አስተዋፅኦ ያደርጋሉ።
በዚህ ምክንያትለተለመደው ቅርብ በሆኑ ሁኔታዎች ውስጥ ለብዙ እውነተኛ ጋዞች አንድ ሰው ውስጣዊ ግንኙነታቸውን እና የንጥል መጠኖችን ችላ ማለት ይችላል. እነዚህ ሁለት ዋና ግምቶች ተስማሚ የጋዝ ሞዴል ናቸው።
የሜንዴሌቭ እኩልታ በፊዚክስ
ይህን እኩልታ የክላፔሮን-ሜንዴሌቭ ህግ መባሉ የበለጠ ትክክል እና ፍትሃዊ ነው። እውነታው ግን በፈረንሣዊው መሐንዲስ ኤሚል ክላፔይሮን በ1834 ዓ.ም. ይህን ያደረገው በ19ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ የተገኙትን የቦይል-ማሪዮት፣ ጌይ-ሉሳክ እና የቻርለስ ጋዝ ህጎችን በመተንተን ነው።
የሩሲያው ኬሚስት ዲሚትሪ ሜንዴሌቭ ውጤታቸው ቀመርን ዘመናዊ እና ለአጠቃቀም ቀላል የሆነ የሂሳብ ቅፅ በመስጠቱ እውነታ ላይ ነው። በተለይም ሜንዴሌቭ ለሁሉም ጋዞች ቋሚ R=8, 314 J / (molK) ወደ ቀመር አስተዋውቋል. ክላፔሮን ራሱ የስሌት ሂደቱን አስቸጋሪ የሚያደርጉ በርካታ ተጨባጭ ቋሚዎችን ተጠቅሟል።
የሜንዴሌቭ-ክላፔይሮን እኩልታ እንደሚከተለው ተጽፏል፡
PV=nRT.
ይህ እኩልነት ማለት በግራ በኩል ያለው የግፊት P እና ጥራዝ V ምርት ሁልጊዜ ፍፁም የሙቀት መጠን T እና በግራ በኩል ካለው n ንጥረ ነገር መጠን ጋር ተመጣጣኝ ነው።
በጥናት ላይ ያለው አገላለጽ ከአራቱ መለኪያዎች ውስጥ ሁለቱን ካስተካከሉ ማንኛውንም የጋዝ ህግ እንዲያገኙ ይፈቅድልዎታል። በ isoprocesses ውስጥ, የተዘጉ ስርዓቶች ከአካባቢው ጋር ምንም ልውውጥ በማይኖርበት ጊዜ (n=const) ላይ ጥናት ይደረግባቸዋል. እነዚህ ሂደቶች በአንድ ቋሚ ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያ (ቲ፣ ፒ ወይም ቪ) ተለይተው ይታወቃሉ።
ችግር ምሳሌ
አሁን ችግሩን በ Mendeleev-Clapeyron እኩልታ ላይ እንፍታው። 500 ግራም የሚመዝነው ኦክስጅን 100 ሊትር በሚይዘው ሲሊንደር ውስጥ በ2 ከባቢ አየር ግፊት እንዳለ ይታወቃል። ስርዓቱ በቴርሞዳይናሚክስ ሚዛን ላይ በመሆኑ ፊኛ ውስጥ ያለው ሙቀት ምን ያህል ነው።
አስታውስ፣ እንደ ትርጉሙ የቁስ መጠን የሚሰላው በቀመር ነው፡
n=m/M.
ኤም የስርአቱ ሁሉም ቅንጣቶች ብዛት ባለበት፣ ኤም አማካኝ የመንጋጋ ጥርስ ክብደት ነው። ይህ እኩልነት የሜንዴሌቭን እኩልነት በሚከተለው ቅጽ እንደገና እንድንጽፍ ያስችለናል፡
PV=mRT/M።
የዚህን ተግባር የስራ ቀመር የምናገኝበት፡
T=PVM/(mR)።
ሁሉንም መጠኖች ወደ SI ክፍሎች ለመቀየር እና እነሱን በዚህ አገላለጽ ለመተካት ይቀራል፡
T=21013250, 10, 032/(0, 58, 314)=156 ኪ.
የተሰላ የሙቀት መጠን -117 oC ነው። ምንም እንኳን በዚህ የሙቀት መጠን ያለው ኦክስጅን አሁንም በጋዝ ቢሆንም (በ -182.96 oC ይጨምቃል) በእንደዚህ ዓይነት ሁኔታዎች ውስጥ ጥሩው የጋዝ ሞዴል ጥቅም ላይ ሊውል የሚችለው የተሰላውን እሴት የጥራት ግምት ለማግኘት ብቻ ነው።
