P 1 V 2 ----- = ------ yoki PV = const P 2 V 1 Harorat o`zgarmas bo`lgani uchun bu holatga izotermik jarayon deyiladi. Koordinata uchlariga bosim va xajmning qiymatlarini qo`ysak, giperboladan iborat egri chiziq hosil bo`ladi (1-rasm). 1-rasm. V
2. Muayyan gaz massasi uchun bosim o`zgarmas bo`lganda ( P = const) gaz bosimining nisbiy o`zgarishi xarorat o`zgarishiga to`g`ri mutanosib ekanligini Gey-Lyussak aniqlagan. U quyidagicha ifodalanadi: V – V 0 ------- =
t yoki V = V 0 (1 +
t) P = const
V 0 Bu jarayon izobarik jarayon deyiladi. Bu jarayonda muayyan gaz massasining xajmi absolyut xaroratga to`g`ri mutanosibdir. V 1 /V 2 = T 1 /T 2
Uni grafik ravishda ifodalasak, koordinata boshidan boshlanuvchi to`g`ri chiziqdan iborat bo`ladi (2-rasm).
2-rasm
Xarorat absolyut nolga yaqinlashib borishi bilan gazlar ideal gaz qonunlaridan chetlasha boradi. Chunki xarorat pasaya borishi bilan gaz suyuq so`ngra qattiq xolatga o`tadi. U vaqtda bu modda albatta hajmga ega bo`ladi. Bu grafikdan punktir chiziq bilan ifodalangan. Demak, ideal gaz xarorati nolga intilganda bosim o`zgarmas bo`lganda hajmi nolga teng bo`lmas ekan. 2. Muayyan gaz massasi uchun hajm o`zgarmas bo`lganda ( V = const) gaz bosimining nisbiy o`zgarishi xarorat o`zgarishiga to`g`ri mutanosib ekanligini Sharl aniqlagan. P – P 0 -------- =
t 0 P P = P 0 (1+
t) Absolyut xarorat orqali: P 1 /P 2 = T 1 /T 2 V = const Hajm o`zgarmas bo`lganda muayyan gaz massasining bosimi absolyut xaroratga to`g`ri mutanosibdir.
Boyl – Mariott va Gey – Lyussak tenglamalarini birlashtirib, ideal gaz xolatining tenglamasini topish mumkin:
P 1 V 1 = P 2 V 2
(1) P 1 /P 2 = T 1 /T 2
(2) (1) va (2) tenglamalardan P 1 ni yo`qotib
P 1 V 1 P 2 V 2 ------- = -------- ga teng bo`ladi. T 1 T 2
Bundan PV ------- = B = const (3)
T Avagadro kashf qilgan qonunga asosan, bir xil sharoitda barcha gazlarning kilogram – molekulalari bir xil hajmga ega bo`ladi. Jumladan normal sharoitda (T = 273 k va P = 101325 Pa) har qanday gazning bir kilomolining hajmi 22,4 m 3 /k mol ga teng. Gaz miqdori bir kilomolga teng bo`lganda (3) formuladagi B kattalik barcha gazlar uchun bir xil bo`ladi: PV ---------- = R T (4)
Bu tenglama Klapeyron tenglamasi deb ataladi. R – kattalik gazning universal doimiysi deb ataladi son jihatdan: 101325*22,4 n/m 2 m 3 R = ------------------------ = 8,31*10 3 J/K mol 273 K mol
(4) formuladan v = m/M kilomol uchun yozsak: v – molar soni. m PV = ------------ RT M (4)
(4) tenglamaga Mendeleyev Klapeyron tenglamasi deyiladi. Bu yerda m – gaz kilomolining massasi. Bu tenglama har qanday m massali ideal gaz xolatining tenglamasidir. Hamma moddalarning bir molidagi molekulalar soni Avagadro soniga teng. Bunga Avagadro doimiysi deyiladi: N A = 6,022*10 23 mol -1 Gaz doimiysi Avagadro doimiysiga nisbatiga Boltsman doimiysi deyiladi: R k = --------------- = 1,38*10 -23 J/k (5) N A
(5) formulaga asosan gaz holat tenglamasini quyidagicha yozamiz: P = RT/V m = kN A T/V m = k n T (6)
Bu yerda = N A /V m = n molekulalarning kontsentratsiyasi. Shunday qilib, P = nkT ga teng, ya’ni berilgan temperaturada ideal gaz bosimi uning molekulalarining kontsentratsiyasiga proporsional ekan. Normal sharoitdagi, 1 m 3 gazdagi molekulalar soniga Logimidt soni deyiladi: P 0 N L = ------------ = 2,68*10 25 m -3 kT 0
Gazlar kinetik nazariyasining bosimga oid tenglamasi. Molekulyar kinetik nazariyasining asosiy tenglamasi gaz bosimi va xajmi hamda molekulalarning ilgarilanma xarakat kinetik energiyasi orasidagi bog`lanishni ifodalaydi. Bu tenglamani chiqarish uchun bir atomli ideal gazni ko`ramiz. Faraz qilaylik gaz molekulalari xaotik xarakatlanadi va ular o`zaro bir – biri bilan to`qnashmaydi, ular faqat idish devorlari bilan absolyut elastik to`qnashadi. Idish devorida elementlar S yuza ajratamiz (1-rasm), shu yuzaga gaz molekulalar tomonidan bo`lgan bosimni hisoblaymiz. Har bir to`qnashishda m 0 massali molekula devorga shunday impuls beradi. m 0 V – (-m 0v ) – 2m 0 V
Asosan S va balandligi V t bo`lgan silindr hajmi ichida joylashgan va devorning S elementi tomonga qarab xarakatlanayotgan barcha molekulalar devorining shu elementiga t vaqt ichida yetib boradi. Bu molekulalarning soni: n SV t ga teng. Agar gazda N dona molekula bo`lsa, u holda bu yo`nalishlarning har biri bo`ylab istagan paytda N/3 dona molekula xarakat qiladi, shu bilan birga ularning yarmi (ya’ni N/6 qismi) bu yo`nalish bo`ylab bir tomonga, ikkinchi yarmi bunga qarama – qarshi tomonga xarakat qiladi). Demak S yuzga vaqt birligi ichida urilib impuls beradigan molekulalar soni: