Bərk ciSİMLƏRİN İSTİLİk tutumu


TERMODİNMİK QEYRİ – TARAZLIQ SİSTEMLƏRİNDƏ KÖÇÜRMƏ HADİSƏLƏRİ



Yüklə 3,51 Mb.
səhifə13/17
tarix24.12.2023
ölçüsü3,51 Mb.
#193043
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17
referat 5132

TERMODİNMİK QEYRİ – TARAZLIQ SİSTEMLƏRİNDƏ KÖÇÜRMƏ HADİSƏLƏRİ
İstilikkeçirmə, diffuziya və özlü axını təhlil edərkən, hər üç prosesin eyni mexanizmlə baş verdiyinin şahidi olduq. Belə ümumilik, hadisələri ayrı-ayrılıqda təhlil etmədən, ümumi mülahizələr vasitəsilə onların hamısı üçün ümumi olan bir tənlik çıxarmağa imkan verir. Ümumi düsturu hər bir konkret köçürmə hadisəsinə tətbiq etməklə, hə-
min köçürmə hadisəsini təsvir edən tənliyi almaq mümkündür. Dərslikdə metodik cəhətdən daha üstün görünən başqa yol seçilmişdir – hər bir köçürmə hadisəsini (diffuziya, istilikkeçirmə və özlü axın) təfsilatı ilə ayrılıqda təhlil edərək, onlar üçün xarakterik olan düsturlar çıxarılmışdır. Belə olduqda, hadisələrin baş vermə mexanizmindəki bənzərliyi əsas götürməklə, aldığımız xüsusi düsturları ümumiləşdirərək, bütün köçürmə hadisələrini ümumi şəkildə təsvir edən düsturu tərtib edə bilərik. keçirmədə -yə, diffuziyada bir molekulun kütləsinə, özlü axında isə υ r
m-yə vurmaqla, daşınan kəmiyyətin selini (istilik seli, diffuziya seli və hərəkət miqdarı seli) müəyyən etdik.
Köçürmə hadisələrinin fiziki mahiyyəti eyni olduğundan, yəni hadisənin əsasını molekulların fasiləsiz istilik hərəkəti təşkil etdiyindən, hər üç hadisədə müəyyən fiziki kəmiyyətin axma seli hesablanır. Bu səbəbdən, daşınan fiziki kəmiyyətin selini ümumi halda H, köçürülən kəmiyyəti isəh ilə işarə etsək, köçürmə hadisələrini təsvir edən ümumi düsturu belə yaza bilərik:

Burada, α hadisəni xarakterizə edən köçürmə əmsalı, r isə daşınan fiziki kəmiyyətin ən böyük sürətlə dəyişmə istiqamətini müəyyənləşdirən koordinatdır. H kəmiyyəti istilikkeçirmədə istilik seli, diffuziyada molekullar selini, özlü azında hərəkət miqdarı seli, h isə istilikkeçirmədə bir molekula düşən orta kinetik enerji, diffuziyada konsentrasiya, yaxud sıxlıq, özlü axında hərəkət miqdarıdır. Köçürmə hadisələrini ümumilikdə təsvir edən ifadəsi köçürmə tənliyi adlanır.


Mayelərdə köçürülmə hadisələri.
İndiyədək yalnız qazlarda baş verən köçürmə hadisələri təhlil olundu. Bu hadisələrin təhlili molekulyar-kinetik nəzəriyyəyə istinad olunaraq aparıldı. Elə buna görə də, maye və bərk cisimlərdə köçürmə hadisələrini öyrənmək üçün, məhz bu cəhətə fikir vermək lazımdır.
Maye və bərk cismin quruluşunun molekulyar-kinetik nəzəriyyəsinəəsaslansaq, qazlardan fərqli mənzərə ilə rastlaşırıq. Çünki, maye və bərk cisimlərdə molekulların sərbəst axınından və belə axın zamanı baş verə biləcək toqquşmalar nəticəsində ortaya çıxan sərbəst yoldan söhbət gedə bilməz. Maddənin bu iki aqreqat halı üçün sərbəst yol anlayışı yoxdur. Bu səbəbdən maye və bərk cisimlərdə köçürmə hadisələrini təhlil edərkən, onların fərdi quruluşlarına və onları təşkil edən hissəciklərin hərəkət mexanizminəəsaslanmaq lazımdır. Bunu nəzərə alaraq mayelərdə baş verən köçürmə hadisələrini təhlil edək.
Mayelərdə diffuziya. Məlum olduğu kimi, mayelərdə atom, yaxud molekullar öz tarazlıq vəziyyətləri ətrafında xaotik rəqsi hərəkət etməklə yanaşı, bir tarazlıq halından digər tarazlıq halına xaotik keçidlər icra edir. Bənzətmə yolu ilə fikrimizi ifadə etsək, maye halında onu təşkil edən molekulların “köçəri” həyat tərzi keçirdiyini söyləyə bilərik. Lakin, bu halda maye üçün səciyyəvi olan iki kəmiyyət – tarazlıq vəziyyəti ətrafında rəqsi hərəkətin periodu (τ) və molekulun hər bir tarazlıq halında qalma (“yaşama”) müddəti (τy) arasındakıəlaqəni müəyyənləşdirmək ən mühüm məsələlərdən biridir.
Təcrübədən alınan nəticələrə görə, τy˃˃τ. Bu o deməkdir ki, mayeni təşkil edən atom, yaxud molekullar, yalnız bir tarazlıq halıətrafında çoxlu sayda rəqs etdikdən sonra qonşu tarazlıq halına keçir. Onda iki qonşu tarazlıq halı arasındakı məsafəni, praktik olaraq mayedə molekullararasıməsafə (d) kimi qəbul edə bilərik. Bunu nəzərə alsaq, molekulun bir tarazlıq halından digər tarazlıq halına keçməsi zamanı malik olduğu orta sürət düsturu

ilə təyin olunur.
Mayelərdə diffuziya hadisəsini təsvir edən ifadəni müəyyənləşdirmək üçün ifadəsində sürət yerinə ilə təyin olunan sürət, sərbəst yolun uzunluğu yerinə isə iki qonşu tarazlıq vəziyyəti arasındakı məsafə, yəni sıçrayış məsafəsi (d) olmalıdır:

Molekulun tarazlıq halında olma müddətinin orta qiymətini təyin etmək üçün, onun bir tarazlıq halından digərinə sıçrama mexanizmini bilmək lazımdır. Aparılan sadə mülahizələr bu mexanizmi aydınlaşdırmağa imkan verir. Həmin mülahizələrə görə, molekulun bir tarazlıq halından digərinə sıçraması üçün aşağıdakı iki şərt ödənməlidir:
1. Yeni tarazlıq halına keçidin baş verməsi üçün, ilk növbədə həmin tarazlıq vəziyyətini boşaltmaq, yəni oradakı molekulu “qovmaq” lazımdır. Bunun üçün müəyyən miqdar enerji (E1) tələb olunur,
2. Molekulun bir tarazlıq halından digərinə keçə bilməsi üçün, ona müəyyən qədər (E2) enerji vermək lazımdır.
Bu hadisələrin baş vermə ehtimalları, uyğun olaraq

ifadələri ilə müəyyən olunur. Burada, A1vəA2müvafiq sabitlər, T isə mayenin temperaturudur.
Qonşu yerin boşalması və ora yeni molekulun gəlməsi bir-birindən asılıolmayan hadisələrdir. Ona görə də, eyni zamanda qonşu yerin boşalması və bu yerin digər qonşu molekulla tutulması ehtimalı, hər iki hadisənin ayrılıqda baş vermə ehtimalları hasilinə bərabərdir:

Burada, A=A1+A2, E=E1+E2 olmaqla, diffuziyanın aktivləşmə enerjisi adlanır. Aktivləşmə enerjisi birbaşa mayenin quruluşu ilə əlaqədar olan fiziki kəmiyyətdir. Molekulun yaşama müddəti kiçildikcə, onun sıçrama tezliyi artır, çünki sıçrama müddəti keçid ehtimalı ilə tərs mütənasibdir , τy=1/P


Mayelərin özlülüyü.
Qazların özlülük nəzəriyyəsinin mayelərə tətbiqi, təcrübə ilə müqayisədə xoşagəlməz nəticə alındı. Bunu belə də gözləmək olardı. Çünki, maye molekullarının hərəkət xarakteri qaz molekullarınkından prinsipial fərqlənir. Yalnız xüsusi halda, qazla maye arasındakı fərqin çox az olduğu halda – böhran temperaturu yaxınlıqlarında qazların özlülüyü üçün alınmış nəticələr verilmiş konkret mayeyə tətbiq oluna bilər.
Qazların özlülük nəzəriyyəsi əsasında mayelərin özlülüyünü müəyyənləşdirmək üçün, mayeni təşkil edən molekulların ölçüləri və molekullararası qarşılıqlı təsirləəlaqədar lazım olan düzəlişlər aparılmalıdır. Bu məsələ söylənildiyi qədər asan olmadığından, mayelərin nəzəriyyəsi tam mükəmməl şəkildə yaradılmamışdır.
Mayelərin özlülüyünün molekulyar-kinetik nəzəriyyəsi 1925-ci ildə görkəmli rus alimi Y.İ.Frenkel tərəfindən yaradılmışdır.
Maye molekullarının hərəkətindəki mürəkkəblik - tarazlıq vəziyyəti ətrafında maye molekullarının nizamsız hərəkəti, özlülüyün mexanizminin qazlardakı kimi qəbul olunmasına imkan vermir. Burada, hər molekulun sürəti, qazlarda olduğu kimi, verilmiş temperaturla təyin olunan sabit kəmiyyət olmayıb, rəqsi hərəkətləəlaqədar dəyişir. Qazlarda molekulların bir təbəqədən digərinə keçidi, molekulların istilik hərəkəti iləəlaqədardır və heç bir müqavimətə (enerji baryerinə) rast gəlmədən baş verir. Mayelərdə isə belə keçid aktivləşmə enerjisi tələb edir.
Qeyd etdiyimiz kimi, mayelərin özlülüyünü təhlil edərkən, onun quruluşu iləəlaqədar xüsusiyyətləri nəzərə almaq lazımdır. Belə xüsusiyyətlərdən biri maye molekullarının yürüklülüyüdür.
Ümumiyyətlə, yürüklülük dedikdə, hər hansı hissəciyin ona tətbiq olunmuş vahid qüvvənin təsiri ilə, heç bir qüvvə təsirinə məruz qalmamış qonşu molekula nəzərən əldə etdiyi orta sürət başa düşülür. Bu sürəti, sadə mülahizələr əsasında belə təyin etmək olar:

Maye molekulunu, radiusu r olan kürə qəbul etsək, onun maye daxilindəhərəkəti zamanı rast gəldiyi müqavimət qüvvəsi Stoks qüvvəsi olar:

Yürüklülüklə diffuziya əmsalı arasındakıəlaqəni müəyyənləşdirən Eynşteyn ifadəsini (u=D/kT) nəzərə almaqla,özlülük üçün aşağıdakı ifadə alınır.

Diffuziya əmsalının təyin olunan ifadəsini yazsaq,

olduğunu görürük. Bu ifadəFrenkel düsturu adlanır.
Frenkel düsturu özlülüyün temperaturdan asılılığını müəyyənləşdirir. Bu düstura əsasən alınan nəticə, təcrübi nəticəyə uyğun gəlir. Exponen üstü funksiyanın, yəni (exp(-E/Kt)-nin temperaturdan asılılığı kT/6πrD0 ifadəsinin temperaturdan asılılığından daha güclü olduğundan, mayelərin özlülüyü temperaturun artması ilə azalır.
Mayelərdə istilikkeçirmə.
Mayelərdə istilikkeçirmə, molekulların birbirinə kinetik enerji verməsi ilə meydana gəlir. Qazlarda isə onu təşkil edən molekullar sərbəst hərəkət etdiyindən, kinetik enerjinin bir molekuldan digərinə verilməsi, onlar arasında baş verən toqquşma vasitəsilə reallaşır. Maye molekulları tarazlıq vəziyyətləri ətrafında rəqs etməklə, bir tarazlıq halından digərinə keçdiyindən, enerji mübadiləsi əsas etibarı ilə bir molekulun digəri ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində baş verir. Belə qarşılıqlı təsir mürəkkəb xarakter daşıdığından, həmçinin bir növ mayedən digər növə keçdikdə fərdi xüsusiyyətlər ortaya çıxdığından, mayelərin istilikkeçirmə nəzəriyyəsinin yaradılma məsələsi ciddi çətinliklərlə qarşılaşır.
Bərk cisimlərdə köçürmə hadisələri.
Bərk cisimlərdə köçürmə hadisələri, onu təşkil edən hissəciklərin (atom, molekul, yaxud ionların) hərəkət xarakteri və bu hissəciklər arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvələri ilə müəyyən olunur.
Əvvəllər qeyd etdiyimiz kimi, bərk cismi təşkil edən hissəciklər, müəyyən tarazlıq vəziyyətləri ətrafında xaotik rəqsi hərəkət edir. Belə olduğu halda, sanki bərk cisimlərdə diffuziya hadisəsi baş verməməlidir. Axı, bərk cisimlərdə hissəciklərdən hər biri öz tarazlıq vəziyyəti ətrafında rəqs edir. Lakin, təcrübi faktlar göstərir ki, diffuziya hadisəsi bərk cisimlərdə də başverir. Əlbəttə, bu heç də gözlənilməz nəticə deyildir. Çünki, çoxlu sayda hissəciklərdən ibarət sistemlərdə flüktuasiya hadisəsi həmişə mövcuddur. Bu səbəbdən, enerji flüktuasiyası nəticəsində müəyyən hissəciklərin rəqs amplitudu elə böyüyə bilər ki, həmin hissəcik ilkin tarazlıq vəziyyətini tərk edərək yeni tarazlıq vəziyyətinə keçər. Bərk cisimlərdə diffuziya hadisəsi, məhz belə meydana gəlir.
Təsvir etdiyimiz hadisə iləəlaqədar, oxuyucu qarşısına belə bir təbii sual çıxır: kristalda bütün tarazlıq vəziyyətləri, onu təşkil edən hissəciklər tərəfindən tutulduğundan, müəyyən bir tarazlıq vəziyyətini tərk edən hissəcik hara gedə bilər? Bu suala cavab vermək üçün, kristalın quruluşunda mövcud olan qüsurlara nəzər salmaq lazımdır. Əvvəllər qeyd etdiyimiz kimi,
a) kristal qəfəsinin düyün nöqtələrindən bəziləri boş (vakant) ola bilir,
b) hissəciklər düyün nöqtələrindən başqa, həm də düyünlərarası fəzada yerləşə bilər,
c) qonşu düyün nöqtələrdəki hissəciklər yerlərini qarşılıqlı dəyişə bilər. Bərk cismi təşkil edən atomlar istilik enerjisi hesabına tarazlıq vəziyyətindən meyl edir. Tarazlıq vəziyyətindən meyl etmiş hər bir atom qonşu atomla qarşılıqlı təsirdə olduğundan, onu itələyərək tarazlıq vəziyyətindən meyl etdirir. Bu proses bütün cisim boyu davam etdiyindən, bərk cismi təşkil edən atomlar qrupunun rəqsi yaranır.
Bütöv kristalın rəqsinə uyğun gələn durğun dalğanın uzunluğu λ=2l (lkristalın uzunluğudur) ifadəsi ilə müəyyən olunur. Belədalğalar akustik dalğa adlanır.
Lakin, kristal təkcə bütöv olaraq rəqs etmir, onu təşkil edənmolekullar və molekuldaxili atomlar qrupu da rəqs edir. Belə rəqslər də kristal daxilində durğun dalğa yaradır. Bunlardan ən kiçik uzunluqlu durğun dalğa atomların tarazlıq vəziyyəti ətrafındakı rəqsləri iləəlaqədardır. Onun uzunluğu λ=2d (d-atom qəfəsinin periodudur) ifadəsi ilə təyin olunur. Belə dalğalar optik dalğaadlanır.
Bərk cisimlərdə istilik (akustik və optik) dalğaları meydana gəldiyindən, enerjinin yayılmasıfonon adlanan kvazihissəcikvasitəsilə baş verir. Fonon, kristalı təşkil edən atom və molekulların rəqsi nəticəsində meydana gələn istilik dalğalarının kvantıdır. Ona görə də, kristalın rəqs enerjisi, onda mövcud olan fononların yekun enerjisinə bərabər olmalıdır. Bu yaxınlaşmada, fononun enerjisinə kristaldakı hissəciklərin sıfırıncı rəqs enerjisi daxil deyildir.
Kristaldakı fononların sayı, onun temperaturundan asılıdır – temperatur artdıqca fononların sayı da artır. Deməli, temperaturun dəyişməsi ilə fononlar meydana gələ bilər, yaxud yox olar. Onların kvazi hissəcik adlanmasının səbəbi də, məhz budur. Bərk cisimlərin istilikkeçirməsi fononlarla həyata keçirilir.
Bütün bu deyilənlər bizə belə bir fikir söyləməyə imkan verir: bərk cismi təşkil edən hissəciklərin hərəkətini, onların yaratdığı fononların hərəkəti iləəvəz etmək olar. Belə olduqda, bərk cismə fonon qazından ibarət sistem kimi baxa bilərik. Onda, qazların istilikkeçirməsi üçün aldığımız ifadələri bərk cismə də tətbiq etmək olar. Bu halda yeganə fərq ondan ibarətdir ki, qazlarda istifadə etdiyimiz molekulun istilik hərəkətinin sürəti yerinə, sə-sin bərk cisimlərdə yayılma sürəti (υs), molekulun sərbəst yolunun orta uzunluğu yerinə isə fononların sərbəst yolunun orta uzunluğu (λf) istifadəolunur. Bunları nəzərə aldıqda, qeyri-metal bərk cisimlərdə, istilikkeçirmə əmsalı üçün aşağıdakı ifadə alınır:

Bərk cisim sonlu (məhdud) ölçüyə malik olduğundan, “Mexanika” bəhsindən11 məlum olduğu kimi, belə cisimlərdə durğun dalğalarmeydana gəlir.
Burada bir ciddi qeydə ehtiyac var. Məsələ ondadır ki, hələlik biz metallarda mövcud olan sərbəst elektronlardan və onların istilikkeçirmədə oynayacağı roldan danışmadıq. Ona görə də, indiyədək dediklərimiz yalnız qeyrimetal bərk cisimlərə aiddir. Bu səbəbdən, indiyədək söylədiyimiz istilikkeçirmə qəfəs istilikkeçirməsi adlanır.
Təcrübi faktlar nəticəsində müəyyən olunmuşdur ki, metalların istilikkeçirmə əmsalı ilə müəyyən olunan qiymətdən kifayət qədər böyükdür. Burada qəribə heç nə yoxdur. Axı, məlum olduğu kimi, metallarda yüksək konsentrasiyalı sərbəst elektronlar mövcuddur və onlar metalların istilikkeçirməsində mühüm rol oynayır.
Sərbəst elektronların istilikkeçirmədə iştirakı iləəlaqədar istilikkeçirmə əmsalını kel ilə işarə etsək, metalların istilikkeçirməəmsalı aşağıdakı kimi təyin olunur:

ifadəsinə daxil olan hədlərin istilikkeçirmədəki rolu temperaturdan asılıdır. Yüksək temperaturlarda elektron istilikkeçirməsi həlledici rol oynayır. Orta temperaturlarda isə qəfəs istilikkeçirməsi daha üstündür. Aşağı temperaturlarda rəqsi hərəkət zəiflədiyindən, elektron istilikkeçiriciliyi həlledici rol oynayır. Ümumiyyətlə, metalların istilikkeçirməsi qazların istilikkeçirməsindən müqayisə olunmayacaq dərəcədə yüksəkdir.
Seyrəkləşdirilmiş qazlarda köçürülmə hadisələri.
Qazlarda köçürmə hadisələrini, onları təşkil edən molekulların toqquşmaları əsasında təhlil etdik. Təbiidir ki, alınan nəticələr də məhz bu şərt daxilində doğrudur. Bu isə o deməkdir ki, alınan düsturlar, yalnız və yalnız qazın yerləşdiyi qabın ölçülərinin molekulun sərbəst yolunun uzunluğundan böyük olduğu hallarda tətbiq oluna bilər. Əks halda, molekullar qabın bir divarından digərinə heç bir toqquşma icra etmədən çatar və bizim qəbul etdiyimiz sərbəst yolun uzunluğundan söhbət gedə bilməz.
Seyrək qaz, başqa sözlə vakuum dedikdə elə seyrəkləşdirilmiş qaz başa düşülür ki, molekulun sərbəst yolunun uzunluğu qabın ölçülərindən böyük olsun. Yalnız bu halda qaz molekulları qabın bir divarından digərinə heç bir toqquşma icra etmədən çatar. Belə seyrəkləşdirilmiş qazlarda köçürmə hadisələrini öyrənmək üçün mövcud olan real şəraiti nəzərə almalıyıq.
Vakuum üçün verilən tərifdən göründüyü kimi, bu şəraitdəki qazın sıxlığı(yaxud təzyiqi) deyil, qaz molekullarının sərbəst yolunun uzunluğu iləqazın yerləşdiyi qabın ölçüləri arasındakı nisbət həlledicidir. Ayrılıqda götürülmüş müəyyən təzyiqli qazın vakuum şəraitində olub-olmadığını söyləmək olmaz. Önəmli olan bu qazın hansı ölçülü qabda yerləşməsidir. Eyni təzyiqli qaz, yerləşdiyi qabın ölçülərindən asılı olaraq, bir halda vakuum şəraitində olar, digər halda isə bu şəraitdən söhbət gedə bilməz. Bunu konkret misalla izah edək.
Otaq temperaturunda normal atmosfer təzyiqindəki qaz molekullarının sərbəst yolunun orta uzunluğu 10-5sm -dir. Bu qaz, ölçüləri 10-5sm dən kiçik olan qaba yerləşdirilsə, onun təzyiqinin normal atmosfer təzyiqinə bərabər olmasına baxmayaraq, vakuum şəraitindədir. Məsələn, kömür məsamələrinin ölçüləri 10-5sm dən də xeyli kiçik olduğuna görə, məsamələrdəki qaz vakuum halındadır. Həmin qaz, bizim gündəlik həyatda istifadə etdiyimiz ən kiçik ölçülü qabda vakuum halında deyildir. Başqa bir misal da göstərmək olar. Təzyiqi civə 10-6mm sütunu olan qazı, ölçüləri yüzlərcə metr olan qaba yerləşdirsək, o vakuum halında olmaz. Bunun səbəbi odur ki, həmin qaz molekullarının sərbəst yolunun orta uzunluğu onlarca metrə bərabərdir. Ona görə də, təzyiqin çox kiçik olmasına baxmayaraq, molekullar qabın bir divarından digərinə gedənədək çoxlu sayda toqquşma icra edir.
Bütün bu deyilənlərdən açıqca görünür ki, vakuumda köçürmə hadisələrini öyrənmək üçün xüsusi yanaşma tələb olunur.
İstilikvermə.
Vakuum şəraitində olanseyrək qazın molekulları bir-biri ilə deyil, yalnız qabın divarları ilə toqquşduqlarına görə, nisbətən isti divardan gələn molekul özü ilə bu divarın temperaturunu uyğun kinetik enerji gətirir. Belə molekul nisbətən soyuq divarla toqquşduqda öz enerjisinin bir hissəsini həmin divara verərək, divardan onun temperaturuna uyğun gələn nisbətən kiçik kinetik enerji ilə geri sıçrayır.
Deməli, seyrək qaz daxilində heç bir temperatur qradiyentindən və bu səbəbdən də, bizim başa düşdüyümüz mənada qazın istilikkeçirməsindən söhbət gedə bilməz. Burada hadisə qabın isti divarından nisbətən soyuq divarına istiliyin verilməsindən ibarətdir. Ona görə də, seyrək qazlarda (vakuumda) meydana gələn bu növ “köçürmə” hadisəsi istilikvermə adlanır.
İstilikvermədə istilikkeçirmə üçün aldığımız ifadədə, qaz daxilində mövcud olan temperatur qradiyenti yerinə qabın divarları arasındakı temperaturlar fərqinin bu divarlar arasındakı məsafəyə nisbəti götürülür. Onda, qabın bir divarından digər divarına verilən istilik miqdarı belə təyin olunur:

Buradakı istilikverməəmsalı, istilikkeçirməəmsalına oxşar düsturla təyin olunur:

Yeganə fərq ondan ibarətdir ki, istilikvermədə sərbəst yolun uzunluğu yerinə qabın divarları arasındakı məsafə (d) götürülür.
İfadəsi ilə təyin olunan istilikkeçirməəmsalından fərqli olaraq, ifadəsi ilə təyin olunan istilikverməəmsalı qazın təzyiqindən asılıdır, konkret desək, qazın təzyiqi ilə düz mütənasibdir. Doğrudan da, qazın sıxlığı ρ=mn=mp/kT olduğundan, göründüyü kimi, . Deməli, seyrək qazlarda istilikverməəmsalı təzyiqlə düz mütənasib olduğundan, təzyiqin azalması ilə seyrək qazın istilikvermə əmsalı da azalır. Daxilindəki maye, yaxud qazın temperaturunu sabit saxlamaq məqsədilə istifadə olunan Düar qabının quruluş prinsipi, məhz bu asılılıqla əlaqədardır.
Gündəlik həyatda istifadə etdiyimiz adi termos Düar qabından yalnız xarici görünüşü ilə fərqlənir. Düar qab adətən kürəşəkilli olmaqla, mexaniki zərbələrə qarşı davamlı olan möhkəm metaldan hazırlanır. Termos isə silindrik şəkildə olur. Onun xarici görünüşünün insanların zövqünü oxşamasıüçün rəngli plastik maddələrdən, yaxud bəzəkli rənglənmiş metaldan ibarət əlavə gövdə ilə örtülür.
Qeyd etdiyimiz kimi, həm termos, həm də Düar qab, daxilində seyrək qaz yerləşdirilmiş örtükdən ibarətdir. Örtük daxilindəki qaz seyrək olduğundan, onun molekullarının sərbəst yolunun orta uzunluğu, örtük divarları arasındakı məsafədən böyükdür. Qazın təzyiqi çox kiçik olduğundan, qabın kənara istilikverməsi, yaxud kənardan istilik alması praktik olaraq mümkün deyildir. Bu isə o deməkdir ki, bu növ qablarda yerləşdirilmiş aşağı temperaturlu (otaq temperaturundan 2000 və daha çox kiçik olan) maye qazlar, yaxud qaynar su uzun müddət sabit temperaturda saxlanıla bilər.


Diffuziya.
Adi qazlarda diffuziya hadisəsini öyrənərkən qeyd etdik ki, molekullararası toqquşmalar olmasaydı, diffuziya çox böyük sürətlə - molekulun istilik hərəkəti sürəti ilə baş verərdi. Məhz molekulların bir-biri ilə toqquşmaları nəticəsində diffuziyanın sürəti azalmış olur. Çünki, molekullar bir yerdən başqa yerə gedərkən, yolda çoxlu sayda toqquşma icra etdiyindən, ilk və son vəziyyətlərini birləşdirən düz xətt boyunca deyil, bundan dəfələrlə uzun olan yol qət edir. Bu yol molekulun toqquşmaları sayına bərabər olan qırıq xətlərdən ibarətdir.
Vakuumda isə, qab daxilindəki molekullar onun bir divarından digərinə heç bir toqquşma icra etmədən, qabdakı seyrək qazın temperaturuna uyğun istilik sürəti ilə hərəkət edir. Ona görə də, vakuumda diffuziya çox böyük sürətlə baş verir. Məhz bu səbəbdən, iki qabda vakuum şəraitində olan müxtəlif konsentrasiyalı qaz arasındakı arakəsməni götürdükdə, onların konsentrasiyaları qısa müddətdə bərabərləşir.
Seyrəkləşmiş qaz axını (Molekulyar axın).
Vakuum şəraitindəki qazda molekullar bir-biri ilə deyil, yalnız qabın divarı ilə toqquşduğuna görə, molekullar arasında sürət (və hərəkət miqdarı) mübadiləsi baş vermir.Bu səbəbdən, belə qazların özlü axınından və özlülüyündən söhbət gedə bilməz. Deməli, seyrək qazlarda daxili sürtünmə və özlülük yoxdur - molekullar sanki öz fərdiliklərini qoruyur. Ona görə də, seyrək qazın axını molekulyar axın adlanır.
Seyrək qaz molekullarının bir-biri ilə toqquşmamağı hələ o demək deyil ki, belə qazlar ətrafa heç bir təsir göstərmir. Buna inanmaq üçün müxtəlif sürətlə eyni istiqamətdə hərəkət edən iki nazik lövhə arasında seyrək qaz olduğunu təsəvvür edək. Qaz molekulları nisbətən böyük sürətlə hərəkət edən lövhə ilə toqquşduqdan sonra həmin lövhənin irəliləmə sürətinə (istiqamətlənmiş sürətinə) bərabər sürət əldə edir. Bu molekul nisbətən kiçik sürətlə hərəkət edən lövhə ilə toqquşduqda, ona özünün sürətinə (istiqamətlənmiş sürətinə) uyğun hərəkət miqdarı verdikdən sonra lövhədən qayıdır. Belə toqquşmalar nəticəsində nisbətən böyük sürətlə hərəkət edən lövhə yavaşıyır, yavaş sürətlə hərəkət edən lövhə isə sürətlənir. Belə proses nəticəsində, sanki böyük sürətli lövhəyə tormozlayıcı, nisbətən kiçik sürətli lövhəyə isə sürətləndirici qüvvə təsir edir. Deməli, aralarında seyrək qaz olan lövhələrin hərəkəti zamanı onlar arasında sürtünmə qüvvəsi meydana gəlir.
Seyrək qazlarda meydana gələn köçürmə hadisələrinin, indiyədək verdiyimiz məlumatlar əsasında tam aydın olduğunu söyləmək olmaz. Burada baş verən köçürmə hadisələrinin mahiyyəti daha dərindir və ona görə də, həmin hadisələri bir qədər ətraflı təhlil etmək lazımdır.


Yüklə 3,51 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin