የግዛት እኩልታ ለተስማማ ጋዝ። ታሪካዊ ዳራ፣ ቀመሮች እና ምሳሌ ችግር

ዝርዝር ሁኔታ:

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-15 17:20

የቁስ አካል (Aggregate) ሁኔታ፣ የንጥረ ነገሮች እንቅስቃሴ (kinetic energy) እጅግ በጣም የሚበልጠው የመስተጋብር ሃይል፣ ጋዝ ይባላል። የእንደዚህ ዓይነቶቹ ንጥረ ነገሮች ፊዚክስ በሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ውስጥ መታየት ይጀምራል. የዚህ ፈሳሽ ንጥረ ነገር የሂሳብ ገለፃ ቁልፍ ጉዳይ ለተገቢው ጋዝ የግዛት እኩልነት ነው። በጽሁፉ ውስጥ በዝርዝር እናጠናዋለን።

ጥሩ ጋዝ እና ልዩነቱ ከእውነተኛው

እንደምታውቁት ማንኛውም የጋዝ ግዛት ባህሪያቱ የተመሰቃቀለ ሞለኪውሎች እና አተሞች የተለያየ ፍጥነት ያለው ነው። በእውነተኛ ጋዞች ውስጥ, ለምሳሌ አየር, ቅንጣቶች በአንድ ወይም በሌላ መንገድ እርስ በርስ ይገናኛሉ. በመሠረቱ ይህ መስተጋብር የቫን ደር ዋልስ ባህሪ አለው። ይሁን እንጂ የጋዝ ስርዓቱ የሙቀት መጠኑ ከፍ ያለ ከሆነ (የክፍል ሙቀት እና ከዚያ በላይ) እና ግፊቱ ግዙፍ ካልሆነ (ከከባቢ አየር ጋር የሚዛመድ) ከሆነ የቫን ደር ዋልስ መስተጋብር በጣም ትንሽ ስለሆነ አይደለም.በጠቅላላው የጋዝ ስርዓት ማክሮስኮፕ ባህሪ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። በዚህ አጋጣሚ፣ ስለ ሃሳቡ ይናገራሉ።

ከላይ ያለውን መረጃ ወደ አንድ ፍቺ ካዋሃድነው ሃሳባዊ ጋዝ ማለት በቅንጦች መካከል ምንም አይነት መስተጋብር የሌለበት ስርዓት ነው ማለት እንችላለን። ቅንጣቶቹ እራሳቸው መጠን የሌላቸው ናቸው፣ ነገር ግን የተወሰነ መጠን አላቸው፣ እና ከመርከቧ ግድግዳ ጋር ያለው የንጥቆች ግጭት የመለጠጥ ነው።

በተግባር አንድ ሰው በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ የሚያጋጥማቸው ጋዞች ሁሉ (አየር፣ የተፈጥሮ ሚቴን በጋዝ ምድጃዎች፣የውሃ ትነት) ለብዙ ተግባራዊ ችግሮች አጥጋቢ ናቸው ተብሎ ሊወሰድ ይችላል።

በፊዚክስ ውስጥ የሃገር ጋዝ እኩልታ ለመታየት ቅድመ ሁኔታዎች

የሰው ልጅ በ1VII-XIX ክፍለ-ዘመን በሳይንስ እይታ የቁስን ጋዝ ሁኔታ በንቃት አጥንቷል። የኢዮተርማል ሂደትን የገለፀው የመጀመሪያው ህግ በስርአቱ V መጠን እና በውስጡ ባለው ግፊት P መካከል ያለው ግንኙነት የሚከተለው ነው፡

፣ በሙከራ በሮበርት ቦይል እና በኤድሜ ማሪዮቴ የተገኘ

PV=const፣ በT=const።

በ17ኛው መቶ ክፍለ ዘመን ሁለተኛ አጋማሽ ላይ በተለያዩ ጋዞች ሲሞክሩ የተጠቀሱት ሳይንቲስቶች በድምጽ መጠን ላይ የሚኖረው ጫና ሁልጊዜም የሃይፐርቦላ መልክ ይኖረዋል።

ከዛም በ18ኛው መገባደጃ ላይ - በ19ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ የፈረንሣይ ሳይንቲስቶች ቻርለስ እና ጌይ-ሉሳክ የአይሶባሪክ እና የአይሶኮሪክ ሂደቶችን በሂሳብ የሚገልጹ ሁለት ተጨማሪ የጋዝ ህጎችን በሙከራ አግኝተዋል። ሁለቱም ህጎች ከዚህ በታች ተዘርዝረዋል፡

V / T=const፣ P=const ሲሆን፤
P / T=const፣ በV=const።

ሁለቱም እኩልነቶች በጋዝ እና በሙቀት መጠን እንዲሁም በግፊት እና በሙቀት መካከል ያለውን ቀጥተኛ ተመጣጣኝነት ያመለክታሉ እንዲሁም የማያቋርጥ ግፊት እና መጠን እንደቅደም ተከተላቸው።

የሀሳባዊ ጋዝ ሁኔታን እኩልነት ለማጠናቀር ሌላ ቅድመ ሁኔታ በአሜዲኦ አቫጋድሮ በ1910ዎቹ የሚከተለው ግንኙነት መገኘቱ ነበር፡

n / V=const፣ ከT ጋር፣ P=const።

ጣሊያናዊው በሙከራ እንዳረጋገጠው የንጥረቱን መጠን ከጨመሩ በቋሚ የሙቀት መጠን እና ግፊት ፣ መጠኑ በመስመር ላይ ይጨምራል። በጣም የሚያስደንቀው ግን በተመሳሳይ ግፊት እና የሙቀት መጠን የተለያየ ተፈጥሮ ያላቸው ጋዞች ቁጥራቸው ከተገጣጠመ ተመሳሳይ መጠን መያዙ ነው።

ክላፔይሮን-ሜንዴሌቭ ህግ

በ19ኛው መቶ ክፍለ ዘመን በ30ዎቹ ውስጥ ፈረንሳዊው ኤሚል ክላፔይሮን የመንግስትን እኩልነት ለሃሳባዊ ጋዝ የሰጠበትን ስራ አሳተመ። ከዘመናዊው ቅርጽ ትንሽ የተለየ ነበር. በተለይም ክላፔይሮን በቀድሞዎቹ በሙከራ የሚለኩ የተወሰኑ ቋሚዎችን ተጠቅሟል። ከጥቂት አስርት አመታት በኋላ የሀገራችን ልጅ D. I. Mendeleev የ Clapeyron ን ቋሚዎችን በአንድ ነጠላ - ሁለንተናዊ ጋዝ ቋሚ አር. በውጤቱም, ሁለንተናዊ እኩልታ ዘመናዊ ቅርፅ አግኝቷል:

PV=nRT

ይህ ከላይ በጽሁፉ ውስጥ የተጻፉት የጋዝ ህጎች ቀመሮች ቀላል ጥምረት እንደሆነ መገመት ቀላል ነው።

በዚህ አገላለጽ ውስጥ ያለው ቋሚ R በጣም የተለየ አካላዊ ትርጉም አለው። 1 ሞል የሚሠራውን ሥራ ያሳያል.ጋዝ ቢሰፋ በሙቀት መጠን በ1 ኬልቪን (R=8.314 J / (molK))።

ሌሎች ሁለንተናዊ እኩልታ ዓይነቶች

ከላይ ከተጠቀሰው የመንግስት ሁለንተናዊ እኩልዮሽ መልክ በተጨማሪ ሌሎች መጠኖችን የሚጠቀሙ የመንግስት እኩልታዎች አሉ። ከታች እነኚሁና፡

PV=m / MRቲ፤
PV=Nk_B ቲ፤
P=ρRቲ / ኤም.

በእነዚህ እኩልነቶች ውስጥ m የአንድ ሃሳባዊ ጋዝ ብዛት ነው፣ N በስርዓቱ ውስጥ ያሉት የንጥሎች ብዛት፣ ρ የጋዝ እፍጋት ነው፣ ኤም የሞላር ክብደት ዋጋ ነው።

ከላይ የተጻፉት ቀመሮች የሚሰሩት SI ክፍሎች ለሁሉም አካላዊ መጠኖች ጥቅም ላይ የሚውሉ ከሆነ ብቻ መሆኑን አስታውስ።

ችግር ምሳሌ

አስፈላጊውን የንድፈ ሃሳብ መረጃ ተቀብለን የሚከተለውን ችግር እንፈታዋለን። ንጹህ ናይትሮጅን በ 1.5 ኤቲኤም ግፊት ላይ ነው. በሲሊንደር ውስጥ, መጠኑ 70 ሊትር ነው. በ 50 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ላይ እንደሆነ ከታወቀ የአንድ ሃሳባዊ ጋዝ የሞሎች ብዛት እና መጠኑን መወሰን ያስፈልጋል።

በመጀመሪያ ሁሉንም የመለኪያ ክፍሎች በSI ውስጥ እንፃፍ፡

1) P=1.5101325=151987.5 ፓ፤

2) V=7010^-3=0.07 ሜትር³;

3) T=50 + 273, 15=323, 15 K.

አሁን እነዚህን መረጃዎች ወደ ክላፔይሮን-ሜንዴሌቭ እኩልታ እንተካቸዋለን፣የእቃውን መጠን እሴት እናገኛለን፡