በዙሪያችን ያለው የቁስ ሁኔታ ከሶስቱ የተለመዱ የቁስ አካላት አንዱ ነው። በፊዚክስ ውስጥ, ይህ ፈሳሽ የመደመር ሁኔታ ብዙውን ጊዜ በሐሳብ ደረጃ ጋዝ ግምት ውስጥ ይገባል. ይህን ግምታዊነት በመጠቀም በጋዞች ውስጥ ሊኖሩ የሚችሉ isoprocesses በጽሁፉ ውስጥ እንገልፃለን።
ጥሩ ጋዝ እና እሱን የሚገልፀው ሁለንተናዊ እኩልታ
ጥሩ ጋዝ ማለት ቅንጣቶቹ መጠን የሌላቸው እና እርስበርስ የማይገናኙበት ነው። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, እነዚህን ሁኔታዎች በትክክል የሚያረካ አንድ ጋዝ የለም, ምክንያቱም ትንሹ አቶም - ሃይድሮጂን እንኳን የተወሰነ መጠን አለው. ከዚህም በላይ በገለልተኛ ክቡር ጋዝ አተሞች መካከል እንኳን ደካማ የቫን ደር ዋልስ መስተጋብር አለ። ከዚያም ጥያቄው የሚነሳው-በየትኞቹ ሁኔታዎች የጋዝ ቅንጣቶች መጠን እና በመካከላቸው ያለውን መስተጋብር ችላ ማለት ይቻላል? የዚህ ጥያቄ መልስ የሚከተሉትን የፊዚዮ-ኬሚካላዊ ሁኔታዎች መከበር ይሆናል፡
- ዝቅተኛ ግፊት (1 ከባቢ እና ከዚያ በታች)፤
- ከፍተኛ ሙቀት (በክፍል ሙቀት አካባቢ እና ከዚያ በላይ)፤
- የሞለኪውሎች እና አተሞች ኬሚካላዊ አለመቻልጋዝ።
ቢያንስ አንዱ ቅድመ ሁኔታ ካልተሟላ፣ጋዙ እንደ እውነት ሊቆጠር እና በልዩ የቫን ደር ዋል እኩልታ መገለጽ አለበት።
የሜንዴሌቭ-ክላፔይሮን እኩልታ ኢሶፕሮሴስ ከማጥናት በፊት ግምት ውስጥ መግባት አለበት። ተስማሚው የጋዝ እኩልነት ሁለተኛ ስሙ ነው. የሚከተለው ምልክት አለው፡
PV=nRT
ይህም ሶስት ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎችን ያገናኛል፡- ግፊት P፣ የሙቀት መጠን ቲ እና መጠን V እንዲሁም የእቃው n መጠን። እዚህ ያለው ምልክት R የጋዝ ቋሚውን ያመለክታል, ከ 8.314 J / (Kmol) ጋር እኩል ነው.
በጋዞች ውስጥ ያሉት isoprocesses ምንድን ናቸው?
እነዚህ ሂደቶች በሁለት የተለያዩ የጋዝ ግዛቶች መካከል ሽግግር (የመጀመሪያ እና የመጨረሻ) እንደሆኑ ተረድተዋል፣ በዚህም ምክንያት አንዳንድ መጠኖች ተጠብቀው ሌሎች ይለወጣሉ። በጋዞች ውስጥ ሶስት የአይሶፕሮሰስ ዓይነቶች አሉ፡
- isothermal፤
- አይሶባሪክ፤
- isochoric።
ሁሉም በሙከራ የተጠኑ እና የተገለጹት ከ17ኛው መቶ ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ እስከ 19ኛው ክፍለ ዘመን 30ኛው ክፍለ ዘመን ባለው ጊዜ ውስጥ እንደነበር ልብ ሊባል ይገባል። በእነዚህ የሙከራ ውጤቶች ላይ በመመስረት፣ ኤሚሌ ክላፔይሮን በ1834 ለጋዞች ሁለንተናዊ የሆነ እኩልታ አገኘ። ይህ መጣጥፍ የተገነባው በሌላ መንገድ ነው - የስቴት እኩልታን በመተግበር ለአይሶፕሮሰሶች ተስማሚ በሆኑ ጋዞች ውስጥ ቀመሮችን እናገኛለን።
ሽግግር በቋሚ የሙቀት መጠን
አይዞተርማል ሂደት ይባላል። ከተገቢው ጋዝ ሁኔታ እኩልነት ፣ በተዘጋ ስርዓት ውስጥ በቋሚ ፍፁም የሙቀት መጠን ፣ ምርቱ ቋሚ መሆን አለበት ።መጠን ወደ ግፊት፣ ማለትም፡
PV=const
ይህ ግንኙነት በ17ኛው መቶ ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ በሮበርት ቦይል እና በኤድም ማሪዮቴ የተስተዋለ ነው፣ስለዚህ በአሁኑ ጊዜ የተመዘገበው እኩልነት ስማቸውን ይይዛል።
የተግባር ጥገኝነቶች P(V) ወይም V(P)፣ በግራፊክ የተገለጹ፣ ሃይፐርቦላዎች ይመስላሉ። የኢሶተርማል ሙከራ የሚካሄድበት የሙቀት መጠን ከፍ ባለ መጠን ምርቱ PV
ይጨምራል።
በአይኦተርማል ሂደት ውስጥ ጋዝ ይስፋፋል ወይም ይቋረጣል፣የውስጣዊ ጉልበቱን ሳይቀይር ስራ ይሰራል።
ሽግግር በቋሚ ግፊት
አሁን ግፊቱ ቋሚ ሆኖ የሚቆይበትን የአይሶባሪክ ሂደትን እናጠና። የእንደዚህ አይነት ሽግግር ምሳሌ በፒስተን ስር ያለውን ጋዝ ማሞቅ ነው. በማሞቅ ምክንያት የንጥረቶቹ የኪነቲክ ኃይል ይጨምራሉ, ፒስተን ብዙ ጊዜ እና በከፍተኛ ኃይል መምታት ይጀምራሉ, በዚህም ምክንያት ጋዝ ይስፋፋል. በማስፋፋት ሂደት ውስጥ, ጋዝ አንዳንድ ስራዎችን ያከናውናል, ውጤታማነቱ 40% (ለሞናቶሚክ ጋዝ) ነው.
ለዚህ አይዞፕሮሴስ፣ የስቴት እኩልታ ለተመጣጠነ ጋዝ የሚከተለው ግንኙነት መያዝ አለበት ይላል፡
V/T=const
የማያቋርጥ ግፊት ወደ ክላፔይሮን እኩልታ በቀኝ በኩል እና የሙቀት መጠኑ - ወደ ግራ ከተላለፈ ማግኘት ቀላል ነው። ይህ እኩልነት የቻርልስ ህግ ይባላል።
እኩልነት V(T) እና T(V) ተግባራቶቹ በግራፍቹ ላይ ቀጥ ያሉ መስመሮች እንደሚመስሉ ያሳያል። የመስመሩ ቁልቁል V (T) ከአቢሲሳ አንጻር ሲታይ ትንሽ ይሆናል, ግፊቱ የበለጠ ይሆናል. P.
ሽግግር በቋሚ መጠን
በጋዞች ውስጥ ያለው የመጨረሻው isoprocess, በአንቀጹ ውስጥ የምንመለከተው የኢሶኮሪክ ሽግግር ነው. ሁለንተናዊውን የ Clapeyron እኩልታ በመጠቀም ለዚህ ሽግግር የሚከተለውን እኩልነት ማግኘት ቀላል ነው፡
P/T=const
የአይሶኮሪክ ሽግግር በግብረ-ሰዶማውያን ህግ ይገለጻል። በግራፊክ ተግባራቶቹ P (T) እና T (P) ቀጥታ መስመሮች እንደሚሆኑ ማየት ይቻላል. ከሶስቱ የ isochoric ሂደቶች መካከል የውጭ ሙቀት አቅርቦት ምክንያት የስርዓቱን ሙቀት መጨመር አስፈላጊ ከሆነ ኢሶኮሪክ በጣም ውጤታማ ነው. በዚህ ሂደት ውስጥ, ጋዙ ምንም አይሰራም, ማለትም, ሁሉም ሙቀቱ የስርዓቱን ውስጣዊ ኃይል ለመጨመር ይመራል.
