1-laboratoriya ishi

Kritik nuqtada suyuqlik-gaz fazaviy o’tishni kuzatish. 
 
Tajriba qurilmasi. 
Ishning maqsadi 
Kritik nuqtadan yuqori qizdirishda suyuqlik-gaz fazaviy chegaraning yo’qolishini 
kuzatish.
Kritik nuqtadan pastga sovushda suyuqlik-gaz fazaviy chegaraning shakllanishini 
kuzatish.
Kritik opalessensiyani kuzatish 
Nazariy ma’lumotlar. 
Ideal gazning muhim xossalaridan biri, temperature absolyut nolga
yaqinlashganda ham, uning kondensirmasligi hisoblanadi. Bunday gaz tabiatda 
mavjud emas, chunki past temperaturalarda ham bunday gaz chiziqli
o’lchamlari orasidagi o’rtacha masofaga nisbatan ancha kichik bo’lgan 
zarrachalardan tashkil topgan va ular faqat elastik to’nashishlardan tashqari bir
biri bilan ta’sirlashmaydi. Ideal gaz o’zgarmas temperaturada siqilsa, uning 
bosimi hajmga teskari proporsional tarzda oshadi (1-rasmga qarang).
Ideal gazning bosimi p, temperaturasi T va molyar hajmi V orasidagi
munosabatlar ideal gazlar uchun asosiy tenglama bilan ifodalanadi: 
pV = RT (I) 
bu yerda R = 8.314 J/(mol⋅K) – universal gaz doimiysi. 

---

Ko’pchilik real gazlarning xossalari ideal gaz xossasiga yaqin bo’ladi, agarda
ular kondensasiya yoki suyuqlanish temperaturasidan yetarli darajada yiroq 
holatda bo’lsa, masalan atmosfera bosimidagi xona temperaturasida. Gaz
temperaturasi kondensasiya temperaturasiga yaqinlashganda, ya’ni yuqori p 
bosimda yoki past T temperaturada, uning xossalari ideal gaz xossalaridan
ancha chetlashadi. Gazning zichligi ortganda ularning molekulalari orasidagi 
o’rtacha masofa haddan tashqari kichik bo’ladi. Real gazlarning o’zini tutishi
taxminan van der Vaals tenglamasi orqali ifodalanadi: 
RT
b
V
v
a
p
)
)(
(
2
(II) 
Bu tenglamadagi van der Vaals konstantalari a, b gaz holatiga bog’liq va gaz 
zarrachalarining o’zaro tortilishini hamda ularning effektiv hajmlarini 
xarakterlaydi. 
2-rasmda real gazning pV diagrammadagi izotermalari keltirilgan. Gorizontal
urinmasi burilishnuqtasi kabi aniqlanadigan izoterma o’zgacha ahamiyatga ega. 
Bu nuqta kritik nuqta deb ataladi; bu nuqtaga mos kelgan bosim qiymati pc kritik 
bosim deb, molyar hajm kritik hajm Vc deb va temperatura T kritik temperatura
Tc deb ataladi. Kritik temperaturadan yuqorida barcha bosimlarda modda 
gazsimon holatda bo’ladi va izotermalar van der Vaalsa tenglamasiga mos kelib,
ideal gaz uchun asosiy tenglamaga yaqinlashadi. 
Kritik temperaturadan pastda vaziyat ancha murakkab. Agar hajm yetarli
darajada katta bo’lsa (2-rasmdagi shtrixlangan sohadan o’ngda), modda
gazsimon holatda bo’ladi va bug’ deb hisoblanadi. Juda kichik hajmlarda (
shtrixlangan sohadan chapda) gaz suyuqlikga o’tadi va amalda siqilmas
bo’ladi. Shtirixlangan soha suyuqlik-bug’ aralashmasiga mos kelib, u yerda 
bug’ proporsiyasi chapdan o’nga ortib boradi. Bu van der Vaals tenglamasining 
voqyelikdan chetlanishidir: doimiy temperaturada hajmning o’zgarishi
aralashmadagi bug’ proporsiyasi bilan o’zgaradi, ammo uning bosimi emas.
Shtrix chiziqlarbilan chizilgan chiziqlarning bir qismi van der Vaals 
tenglamasiga mos keladi va ular gorizontal chiziqlar bilan almashtirilishi kerak. 
Ular shunday bug’ bosimiga mos keladiki, bunda bug’ va suyuqlik bir biriga 
nisbatan muvozanatda bo’ladi. Suyuqlik va gaz turli solishtirma og’irlikka egaligi
sababli, odatda ular og’irlik kuchi ta’sirida bir biridan ajraladi. 
Temperatura ortishi bilan bug’ning zichligi ortadi, shuvaqtda esa,
suyuqlikning zichligi kamayadi. Kritik temperaturada bu solishtirma og’irliklar 
tenglashadi va shu sababli suyuqlik bilan bug’ni bir biridan farq qilib bo’lmay 
qoladi, ya’ni ular to’liq aralashgan bo’ladi. Aralashma kritik temperaturaga
yaqinlashganligi sababli, barokamera chegarasida yorug’likning sochilishi o’ta 
yuqori darajaga erishadi. Bu holisa kritik opalessensiya deb ataladi, va u
zichlikning o’zgarishidan kelib chiqib, kritik temperatura yaqinida jiddiy ortadi,
chunki siqiluvchanlik katta va zichlik o’zgarishining qarshiligi kichik bo’ladi.

---

To’lqin uzunligi kichik bo’lgan yorug’lik sochiladi, bu vaqtda esa to’lqin uzunligi 
uzun yorug’likning tarqalishi davom etadi.
Kritik temperaturani kuzatish uchun mo’ljallangan barokamera bu hodisalarni
bizga namoyish qilish uchun imkon beradi. Barokameraning qobig’i issiq suv 
yoki bug’ bilan qizdiriladi. Yuqori bosimga chidamli bo’lgan ikkita yassi 
shisha darcha vazifasini o’taydi va qizdirishda hamda xuddi shuningdek,
sovushda temperatura kritik temperaturadan Tc ortganda, barokameradagi 
moddaning o’zini tutishini kuzatishga imkon beradi. Hodisani bevosita
barokamerada kuzatish yoki devorga proyeksiyalash mumkin. 
Barokamera oltingugurt geksoxloridi SF6 bilan to’ldiriladi. Xona
temperaturasida uning kritik zichligi qiymati ( ya’ni kritik hajmning aksi) 
suyuqlik va gazlar zichliklarining qiymatlariga deyarli teng. Qizdirishda sistema 
kritik nuqta orqali o’tishi uchun, barokamera yarmigacha xona temperaturasida
suyuq gaz bilan to’ldiriladi.
SF6 kritik temperaturada quyidagi termodinamik o’zgaruvchilarga ega: 
Kritik temperatura: Tc = 318.7 K 
Kritik bosim: pc = 37.6 bar, 
Kritik molyar hajm: Vc = 200 cm
3
/mol