ጥሩ ሞኖቶሚክ ጋዝ። ለውስጣዊ ጉልበት ቀመር. ችግር ፈቺ

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

የሀሳባዊ ጋዝ ባህሪያትን እና ባህሪን ማጥናት የዚህን አካባቢ ፊዚክስ በአጠቃላይ ለመረዳት ቁልፍ ነው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ, ተስማሚ የሞኖቶሚክ ጋዝ ጽንሰ-ሐሳብ ምን እንደሚጨምር, ምን ዓይነት እኩልታዎች ግዛቱን እና ውስጣዊ ጉልበቱን እንደሚገልጹ እንመለከታለን. እንዲሁም በዚህ ርዕስ ላይ ሁለት ችግሮችን እንፈታለን።

አጠቃላይ ጽንሰ-ሐሳብ

እያንዳንዱ ተማሪ ጋዝ ከሶስቱ አጠቃላይ የቁስ ስቴቶች አንዱ እንደሆነ ያውቃል፣ይህም ከደረቅ እና ፈሳሽ በተለየ መልኩ መጠኑን አይይዝም። በተጨማሪም, ቅርጹን አይይዝም እና ሁልጊዜ ለእሱ የሚሰጠውን ድምጽ ሙሉ በሙሉ ይሞላል. በእርግጥ፣ የመጨረሻው ንብረት ተስማሚ ጋዞች በሚባሉት ላይ ተፈጻሚ ይሆናል።

የሀሳቡ ጋዝ ጽንሰ-ሀሳብ ከሞለኪውላር ኪነቲክ ቲዎሪ (MKT) ጋር በቅርበት የተያያዘ ነው። በእሱ መሰረት, የጋዝ ስርዓቱ ቅንጣቶች በሁሉም አቅጣጫዎች በዘፈቀደ ይንቀሳቀሳሉ. ፍጥነታቸው የማክስዌል ስርጭትን ይታዘዛል። ቅንጣቶች እርስ በርስ አይገናኙም, እና ርቀቶችበመካከላቸው ከስፋታቸው በጣም ይበልጣል. ከላይ ያሉት ሁሉም ሁኔታዎች ከተወሰነ ትክክለኛነት ጋር ከተሟሉ ጋዙ ተስማሚ ነው ተብሎ ሊወሰድ ይችላል።

ማንኛውም እውነተኛ ሚዲያ ዝቅተኛ እፍጋቶች እና ከፍተኛ ፍፁም ሙቀቶች ካላቸው ለመልካም ባህሪያቸው ቅርብ ናቸው። በተጨማሪም፣ በኬሚካላዊ እንቅስቃሴ-አልባ ሞለኪውሎች ወይም አተሞች የተዋቀረ መሆን አለበት። ስለዚህ፣ በH_{2 ሞለኪውሎች H}O መካከል ያለው ጠንካራ የሃይድሮጂን መስተጋብር በመኖሩ፣ ጠንካራ የሃይድሮጂን መስተጋብር እንደ ጥሩ ጋዝ አይቆጠርም፣ ነገር ግን አየር፣ የዋልታ ያልሆኑ ሞለኪውሎችን ያቀፈ ነው።

ክላፔይሮን-ሜንዴሌቭ ህግ

በመተንተን ወቅት ከኤምኬቲ እይታ አንጻር የጋዝ ባህሪ በተመጣጣኝ ሁኔታ የሚከተለው እኩልታ ሊገኝ ይችላል ይህም የስርዓቱን ዋና ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎችን ያዛምዳል፡

PV=nRT.

እዚህ ግፊት፣ መጠን እና የሙቀት መጠን በላቲን ፊደላት P፣V እና T ይገለጻሉ። የ n እሴት በሲስተሙ ውስጥ ያሉትን የንጥረ ነገሮች ብዛት ለመወሰን የሚያስችልዎ የንጥረ ነገር መጠን ነው, R ከጋዝ ኬሚካላዊ ተፈጥሮ ነጻ የሆነ የጋዝ ቋሚ ነው. ከ 8, 314 J / (Kmol) ጋር እኩል ነው, ማለትም በ 1 ሞል መጠን ውስጥ ያለው ማንኛውም ተስማሚ ጋዝ በ 1 ኪ. ሲሞቅ, እየሰፋ, የ 8, 314 J.

ን ይሠራል.

የተመዘገበው እኩልነት የክላፔሮን-ሜንዴሌቭ ግዛት ሁለንተናዊ እኩልነት ይባላል። ለምን? በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን በ 30 ዎቹ ውስጥ በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን በ 30 ዎቹ ዓመታት ውስጥ ከዚህ በፊት የተቋቋሙትን የሙከራ ጋዝ ህጎች በማጥናት ለፈረንሳዊው የፊዚክስ ሊቅ ኤሚል ክላፔሮን ክብር ተብሎ ተሰይሟል ። በመቀጠል ዲሚትሪ ሜንዴሌቭ ወደ ዘመናዊነት መርቷልቋሚውን R.

በማስገባት ቅፅ

የሞናቶሚክ መካከለኛ ውስጣዊ ጉልበት

የሞናቶሚክ ሃሳባዊ ጋዝ ከፖሊቶሚክ የሚለየው ቅንጣቶቹ የነጻነት ደረጃ ያላቸው ሶስት ዲግሪዎች ብቻ ነው (የትርጉም እንቅስቃሴ በቦታ ሶስት መጥረቢያ)። ይህ እውነታ ለአንድ አቶም አማካይ የኪነቲክ ኢነርጂ ወደሚከተለው ቀመር ይመራል፡

mv² / 2=3/2k_B ቲ.

ፍጥነቱ ቁ ሥር አማካኝ ካሬ ይባላል። የአቶም ብዛት እና የቦልትማን ቋሚ እንደ m እና k_B በቅደም ተከተል ተገልጸዋል።

እንደ የውስጥ ሃይል ፍቺው የኪነቲክ እና እምቅ አካላት ድምር ነው። የበለጠ በዝርዝር እንመልከት። አንድ ተስማሚ ጋዝ እምቅ ኃይል ስለሌለው, ውስጣዊ ኃይሉ የእንቅስቃሴ ኃይል ነው. ቀመሩ ምንድን ነው? በስርአቱ ውስጥ ያሉትን ሁሉንም ቅንጣቶች N ሃይልን በማስላት ለሞናቶሚክ ጋዝ ውስጣዊ ሃይል ዩ የሚከተለውን መግለጫ እናገኛለን፡

U=3/2nRቲ.

ተዛማጅ ምሳሌዎች

ተግባር 1። አንድ ተስማሚ ሞኖቶሚክ ጋዝ ከግዛት 1 ወደ ስቴት 2 ያልፋል። የጋዝ ብዛት ቋሚ (የተዘጋ ስርዓት) ይቆያል። ሽግግሩ ኢሶባሪክ ከሆነ ከአንድ ከባቢ አየር ጋር እኩል በሆነ ግፊት ላይ ከሆነ የመካከለኛው የውስጥ ኃይል ለውጥን መወሰን ያስፈልጋል. የጋዝ ዕቃው መጠን ዴልታ ሦስት ሊትር ነበር።

የውስጥ ሃይልን የመቀየር ቀመሩን እንፃፍ U፡

ΔU=3/2nRΔT.

የክላፔይሮን-ሜንዴሌቭን እኩልታ በመጠቀም፣ይህ አገላለጽ እንደ፡

እንደገና ሊጻፍ ይችላል።

ΔU=3/2PΔV.

ግፊቱን እና የድምፁን ለውጥ ከችግሩ ሁኔታ እናውቀዋለን፣ስለዚህ እሴቶቻቸውን ወደ SI መተርጎም እና ወደ ቀመር መተካት ይቀራል፡

ΔU=3/21013250.003 ≈ 456 ጄ.

በመሆኑም ሞኖቶሚክ ተስፈኛ ጋዝ ከግዛት 1 ወደ ክልል 2 ሲያልፍ የውስጥ ሃይሉ በ456 ጄ.

ይጨምራል።

ተግባር 2። በ 2 ሞል ውስጥ ተስማሚ የሆነ ሞኖቶሚክ ጋዝ በመርከብ ውስጥ ነበር. ከአይኦቾሪክ ማሞቂያ በኋላ ጉልበቱ በ 500 ጄ ጨምሯል. የስርዓቱ ሙቀት እንዴት ተለወጠ?

የኡን ዋጋ ለመቀየር ቀመሩን እንደገና እንፃፍ፡

ΔU=3/2nRΔT.

ከእሱ የለውጡን መጠን በፍፁም የሙቀት መጠን ΔT ለመግለጽ ቀላል ነው፡-

ΔT=2ΔU / (3nR)።

የ ΔU መረጃን እና nን ከሁኔታው በመተካት መልሱን እናገኛለን፡ ΔT=+20 K.

ከላይ ያሉት ሁሉም ስሌቶች የሚሰሩት ለሞናቶሚክ ሃሳባዊ ጋዝ ብቻ መሆኑን መረዳት ያስፈልጋል። ስርዓቱ በፖሊቶሚክ ሞለኪውሎች ከተሰራ, የ U ቀመር ከአሁን በኋላ ትክክል አይሆንም. የ Clapeyron-Mendeleev ህግ ለማንኛውም ተስማሚ ጋዝ የሚሰራ ነው።