§ 14.3. Бухарланма, конденсасийа вя гайнама
Йухарыда гейд етдик ки, майеляр сярбяст сятщя малик олурлар. Ялверишли шяраит олдугда майени
тяшкил едян атом вя молекуллар онун сярбяст сятщини тярк едяряк щямин сятщ цзяриндя бухар ямяля
эятириляр. Бу просес бухарланма адланыр. Бухарланманын баш вермяси цчцн майени тяшкил едян атом
вя молекулларын кинетик енержиси щямин щиссяъикляри сятдян гопармаг цчцн лазым олан енержидян бюйцк
олмалыдыр.
Бухарланма сярбяст олдугда майенин сярбяст сятщини тярк едян атом вя молекуллар бцтцн
истигамятлярдя щярякят едир. Бу заман майенин сярбяст сятщи цзяриндя йаранан бухар доймамыш
бухар олур. Лакин еля щал ола биляр ки (майе кип гапалы габда олдугда), ващид заманда майенин
F
r
Şяkil 14.1
сярбяст сятщини тярк едян атом вя молекулларын сайы, щямин вахтда майенин сярбяст сятщиня гайыдан
атом вя молекулларын сайына бярабяр олар. Бу щала динамик таразлыг щалы дейилир.
Динамик таразыг олдугда бухар доймуш, динамик таразлыг олмадыгда ися бухар доймамыш олур.
Бухардан майейя кечян молекулларын сайы якс истигамятдя кечян молекулларын сайындан чох
олдугда бухар ифрат доймуш бухар адланыр.
Йухарыда гейд етдик ки, молекулларын бухар фазасындан майе фазасына кечиди дя баш веря биляр.
Бу просес ися конденсасийа адланыр.
Майенин температуруну артырдыгда, температурун еля бир гиймяти олур ки, бу щалда майе
щиссяъикляринин няинки сярбяст сятщдян, щям дя майенин бцтцн сятщиндян бухарланмасы баш верир.
Майе молекуллары ичярисиндя доймуш бухар олан габаръыглар шяклиндя майенин сярбяст сятщиня галхараг
ону тярк етмяси щадисясиня гайнама дейилир. Бу просесин баш вердийи температур ися гайнама
температуру адланыр.
Гайнама сабит тязйигдя баш вердикдя гайнама температуру дяйишмир. Буна сябяб гайнама
температурунда майенин алдыьы бцтцн истилийин онун бухар фазасына кечмяси цчцн лазым олан ишя сярф
олунмасыдыр. Щямин бу истилик гайнама температурунда майенин хцсуси бухарланма истилийидир:
Хцсуси бухарланма истилийи майенин ващид кцтлясини тамамиля бухара чевирмяк цчцн лазым олан
истилийя дейилир. Хцсуси бухарланма истилийи сабит кямиййят олмайыб майенин температуру артдыгъа
азалыр вя бющран щалында сыфыра бярабяр олур.
§14.4. Майелярин сятщи эярилмя гцввяси
Ващид майе сятщинин йаранмасы цчцн сярбяст енержи юлчцсц олан мцяййян гядяр ишин
эюрцлмяси тяляб олунур. Бу иш хцсуси сятщ енержисини, йахуд сятщи эярилмя ямсалыны тяйин едир.
Майе сятщинин изотермик йаранмасы заманы эюрцлян A ишинин, бу сятщин S сащясиня
олан нисбятиня бярабяр олан кямиййятя сятщи эярилмя ямсалы дейилир вя иля ишаря едилир:
S
A
(14.7)
Инди ися фярз едяк ки, AE тяряфи сярбяст олараг йерини дяйишя билян ABDE дцзбуъаглы
чярчивяйя назик майе тябягя, йахуд майе пярдя чякилмишдир (шяк.97.1). Майе пярдянин
башланьыъ вязиййяти A
1
E
1
вязиййятиня уйьун эялир. Майе сятщинин азалмасы заманы чярчивя
цзяриндя майе пярдяси йерини h мясафяси гядяр дяйишир. Майе пярдясини таразлыгда сахламаг
цчцн сятщи эярилмя гцввясиня бярабяр
F
гцввяси тятбиг етмяк лазымдыр. Бу заман сярбяст
енержинин дяйишмяси щесабына
A=Fh
(14.8)
иши эюрцляр. Тяърцбянин изотермик шяраитдя эетдийи фярз едилдийиндян, F=const олар. Яэяр
пярдянин AE тяряфинин узунлуьу l–я
бярабяр
оларса,
онда
пярдянин сащясинин дяйишмяси (нязяря
алсаг ки, майе пярдяси
чярчивядя ики тяряфя маликдир), yəni
азалмасы
S=2h·l
олар.
Майе
сятщинин
сярбяст
енержисинин дяйишмяси ядяди
гиймятъя молекулйар гцввялярин ишиня
бярабяр
олдуьундан,
B
D
E
A
E
1
A
1
h
Şяkil 14.2
(14.8) дцстурундан аларыг:
A=·S=·2h·l
(14.9)
Бу бярабярлийин (14.8) иля мцгайисясиндян аларыг:
h
F
hl
2
Бурадан иsя
l
F
2
(14.10)
Аларыг. Бурада,
F
-сятщи эярилмя гцввясидир. Демяли, сятщи эярилмя ямсалы ядяди гиймятъя
майе сятщиндяки сярщяд хяттинин ващид узунлуьуна дцшян сятщи эярилмя гцввясиня бярабярдир.
Сятщи эярилмя гцввяси сятщ цзря истянилян хятт елементиня нормал вя майе сятщиня
тохунан истигамят цзря йюнялир.
БС-дя сятщи эярилмя ямсалы Н/м-ля юлчцлцр.
Сятщи эярилмя ямсалы майелярин кимйяви тяркибиндян вя температурундан асылыдыр.
Гейд етдийимиз кими сятщи эярилмя ямсалы температурдан асылыдыр:
11
.
14
1
0
T
T
T
Бурада,
б
T –майенин бющран температурудур.
T
T
0
оланда
0
олар.
Демяли, майенин сятщи эярилмя ямсалынын сыфыра бярабяр олдуьу температура бющран
температуру дейилир.
§14.5. Яйилмиш майе сятщи алтындакы тязйиг. Лаплас дцстуру
Мцстяви майе сятщи малик олдуьу щяъмини кичилтмяйя çаlışыр. Майе сятщинин мцстявилийи
позулдугда, йяни сятщин яйрилийи заманы (габарыглыьы вя чюкцклцйц) майе сятщи алтында ялавя
тязйиг йараныр. Daha doğrusu, мцстяви сятщ алтындакы молекулйар тязйигя нисбятян ялавя
тязйиг yaranıр (шякil 14.3). Майе сятщи габарыг олдугда, ялавя тязйиг мцсбят (шякil 14.3, а),
чюкцк олдугда ися ялавя
тязйиг мянфи олур (шякil
14.3, б). Ахырынъы щалда сятщ
лайы щяъмини кичилтмяйя
чалышаркян, майени эярир.
Бу заман йаранан ялавя
ки,
сятщи
эярилмя
тязйигин гиймяти мялумдур
ямсалынын вя сятщ яйрилийинин
артмасы иля артар. Инди ися
сферик майе сятщиня дцшян
ялавя тязйиги щесаблайаг.
Бу мягсядля сферик майе
дамъысыны
диаметр
мцстявиси цзря фикрян ики
йарым кцряйя айыраг (шякil
14.4).
Сятщи
эярилмя
щесабына
щяр
ики
йарымкцря bir-birlərini бярабяр гцввя иля гаршылыглы олараг ъязб edəcəklər:
P
0
+P
a)
P
0
-P
b)
Şяkil 14.3
R
l
F
2
Бу гцввя щяр ики йарымкцряни S=R
2
сятщи
цзря бир-бириня сыхдыьына эюря,
R
R
R
S
F
P
2
2
2
şəklində ялавя тязйиг йаранар.
Сферик сятщин яйрилийи щяр бир нюгтядя
ейнидир вя сферанын радиусу
иля тяйин едилир. Мялумдур ки, R кичик
олдугъа, сферик сятщин яйрилийи
бир о гядяр бюйцк олар.
Ихтийари сятщ алтындакы ялавя тязйиг
2
1
1
1
R
R
P
(14.12)
дцстуру иля щесабланыр вя Лаплас дцстуру адланыр. Бурада -сятщи
эярилмя ямсалы,
2
1
1
1
R
R
-
верилян нюгтядяки сятщ яйрилийини тяйин едян ифадядир. R
1
вя R
2
- яйрилик радиусlarıдыр.
Ялавя тязйиг назик боруларда (капилйарларда) майенин сявиййясини дяйишя билдийиндян, ону
бязян капилйар тязйиг адландырырлар.
§14.6. Бярк ъисимля майе сярщяддиндя баш верян щадисяляр. Ислатма
Мцхтялиф мцщитлярин тохунма сярщядляриндя баш верян щадисяляри юйряняркян нязярə
алмаг лазымдыр ки, майенин йахуд бярк ъисмин сятщ енержиси йалныз верилмиш майенин йахуд
бярк ъисмин хассясиндян асылы олмайыб, щямчинин онларын щямсярщяд олдуглары маддянин
хассясиндян дя асылыдыр. Даща дягиг десяк, бир-бири иля щямсярщяд олан, йахуд тохунан ики
маддянин сятщ енержисиня ayrı- ayrı сятщ енержиляринин ъями кими бахмаг лазымдыр.
Майеляр бярк ъисимляря нязярян исладан вя ислатмайан олмагла ики йеря бюлцнцр.
Мясялян, шцшяйя вя платиня нязярян су исладан, парафиня нязярян ися ислатмайан
майедир.
Сятщ
тябягясиндя олан майе
молекуллары бярк ъисмин
сятщиндян узагда олдуг-
да онлар майенин ашаьы
лайларынын молекуллары вя
майе цзяриндяки су бу-
хары молекуллары иля гар-
шылыглы тясирдя олурлар.
Бярк ъисим сятщи
йахынлыьында,
мясялян,
габын
дивары
йахын-
лыьында майе сятщи яйилир
(шякil 14.5 а,б). Qабда
майе
сятщинин
алдыьы
форма
мениск
(щилал)
адланыр. Шякил 14.5 а-да
R
Şяkil 14.4
C
F
C
F
Şяkil 14.5
чюкцк мениск (мясялян, шцшя габдакы су сятщи), шякil 14.5 б -дя ися габарыг мениск (мяся-лян,
шцшя габдакы ъивя сятщи) тясвир едилмишдир. Габын диварына чох йахын олан, йахуд она
тохунан майе молекуллары майенин башга молекуллары иля йанашы, щямчинин габын диварынын
молекуллары иля дя гаршылыглы тясирдя олурлар. Инди ися майе молекулунун габын дивары
йахынлыьындакы C нюгтясиндя олдуьуну фярз едяк. Яэяр майе молекуллары арасында гаршылыглы
тясир гцввяси габын диварынын молекуллары иля майе молекуллары арасындакы гаршылыглы тясир
гцввясиня нисбятян аз оларса, онда сабит
F
гцввяси габын диварына доьру, якс щалда ися
майенин дахилиня доьру йюняляр (шякil 14.5). Майе сятщи таразлыгда олдугда,
F
гцввяси
səthя перпендикулйар истигамятдя йюнялир. Шякил 14.5 а-да майе сятщинин дивар бойунъа
йухары галхмасы, бярк ъисмин майе тяряфиндян ислатмасына, шякil 14.5 б-də isə майе сятщинин
дивар бойунъа ашаьы енмяси ислатмамасына уйьун эялир. Ислатманын (və ya iслатмаmaнын)
кямиййятъя гиймятини бярк ъисимля майе сятщинин тохундуглары нюгтядяки kənar буъаьынын
() кюмяйи иля тяйин етмяк олар.
Майе сятщинин диварла кясишдийи нюгтядян чякилмиш вя майе сятщиня тохунанла диварын
йаратдыьы буъаьа
- kənar буъаьы дейилир. О, майе дахилиндян щесабланыр.
Дейилянлярдян беля нятиъяйя эялмяк олар ки, бярк ъисмин майе тяряфиндян исладan oлмасы
заманы сярщяд буъаьы
2
/
0
intervalında олур.
=0 олдугда ися там исланма баш верир.
Майе исладан олмадыгда кянар буъаьы
2
/
intervalında олур.
= олдугда ися
цмумиййятля ислатма баш вермир.
§14.7. Капиллйарлыг щадисяси
Яввялки параграфлардан юйряндийимиз кими, kənar буъаьынын мювъуд олмасы, габын
дивары йахынлыьында майе сятщинин яйилмясиня сябяб олур. Назик боруда (капилйарларда),
йахуд ики дивар арасындакы енсиз аралыгда майе сятщи бцтювлцкдя яйилмиш олур. Майе
йерляшдийи габын диварыны ислатдыгда сятщ чюкцк, ислатмадыгда ися габарыг формада олур (шякil
14.6).
Гейд етдийимиз кими, бу формада яйилмиш майе сятщиня мениск (щилал) дейилир. Яэяр
капилйарларын бир тяряфини эениш габа тюкцлмцш майейя батырсаг бу заман капилйарларда
яйилмиш сятщ алтында йаранан тязйиг эениш габдакы мцстяви сятщ алтындакы тязйигдян P гядяр
фяргляняъякдир. Нятиъядя капилlйарын исланмасы заманы онда олан майе сявиййясинин
щцндцрлцйц габдакына нисбятян йухары, капиллйар исланмадыгда ися ашаьы олаъагдыр.
Сятщи
эярилмя гцввясинин тясири иля кичик диаметрли боруларда майе сцтунунун щцндцрлцйцндя
дяйишмяляр баш верир. Бу щадися капилlйарлыг адланыр. Эениш мянада капиллйарлыг щадисяси
дедикдя мювъуд сятщи эярилмянин малик олдуьу бцтцн щадисяляр баша дцшцлцр. О ъцмлядян
сятщи эярилмянин йаратдыьы тязйиг гейд олундуьу кими капиллйар тязйиг адланыр.
Борудакы майе сятщиндя йаранан
ялавя
тязйиг
майе
сцтунунун h щцндцрлцйцнц йарадараг
онун щидростатик тязйиги
иля таразлашыр:
R
gh
2
(14.13)
(14.3)
дцстурунда
-майе-газ
сярщяддиндяки
сятщи
эярилмя, R-менискин яйрилик радиусудур.
Гейд едяк ки, менискин
яйрилик радиусу R-и kənar буъаьы- вя
капиллйар borunun radiusu
– r iля ифадя етмяк олар. Шякил 14.6 - дaн
эюрцндцйц кими
R=r/cos
olar. Бу ифадяни (14.13) -дя нязяря алсаг
вя алынан дцстуру h-a эюря
щялл етсяк, ашаьыдакы йекун дцстуру аларыг:
gr
h
cos
2
(14.14)
Göründüyü kimi, /2 (cos0) олдугда, дцстурда h мцсбят olur, yəni майе капиллйар
бойунъа галхыр, /2 (cos) олдугда ися, дцстурда h мянфи олур, yəni майе капиллйар
бойунъа енир. Майе там исладан олдугда, йяни =0 майенин капиллйар боруда галхма
щцндцрлцйц ашаьыдакы кими олар:
gr
h
2
(14.15)
Демяли, капиллйар боруда галхан майенин щцндцрлцйц борунун радиусу иля тярс мцтянасибдир.
Бу ганун, Журен гануну адланыр.
13.KRİSTAL CİSİMLƏR
Bərk cisimlər (kristallar) mоlekullararası qarşılıqlı təsirin maye mоlekulları
arаsındakına qarşılıqlı təsirə nisbətən böyük olması ilə xarakterizə olunurlar. Ona
görə də bərk cisimlər nəinki öz həcmlərini, həm də öz formalarını saxlayırlar.
Rentgen-struktur analizinin göstərdiyi kimi kristallar düzgün həndəsi formaya
malikdirlər ki, bu da kristalı əmələ gətirən hissəciklərin (atom, molekul və ionların)
nizamlı düzülüşünün nəticəsidir. Hissəciklərin düzülüş qanunauyğunluğunun
periodik olaraq təkrarlanması kristal qəfəsi əmələ gətirir. Kristal qəfəsin düyünləri
dedikdə, qəfəsi əmələ gətirən hissəciklərin ətrafında rəqs etdikləri nöqtələr nəzərdə
tutulur.
Шякил 14.6
а)
р
Р
щ
б)
Р
р
щ
Kristal cisimləri iki qrupa bölmək olar: monokristallar və polikristallar.
Monokristallar elə bərk cisimlərə deyilir ki, onun hissəcikləri vahid kristal qəfəs
əmələ gətirsinlər. Polikristallar isə coxlu sayda müxtəlif cür səpələnmiş kiçik
kristal dənələrindən təşkil olunmuş bərk cisimlərə deyilir. Monokristalların əsas
xarakterik xüsusiyyətləri onların anızotropluğudur (Şəkil 1). Yəni onların fiziki
xassələri - elastiki, mexaniki, istilik, elektrik, maqnit və s. xassələri seçilmiş
istiqamətdən asılıdır. Monokristalların anızotropluğu onunla izah olunur ki, kristal
qəfəsdə hissəciklərin мцхтялиф истигамятлярдя сыхлыьы мцхтялифдир. Бу ися физики
хассялярин щямин истигамятдя мцхтялиф олмасына сябяб олур.
Шякил1
Şəkil 1
Поликристалларда ися анизотроплуг йалныз кичик, айрылыгда эютцрцлмцш кристал
дяняляриндян мцшащидя олунур. Онларын мцзтялиф ъцр дцзцлмяси ися поликристалын
хассяляринин бцтцн истигамятлярдя тягрибян ейни олмасына сябяб олур.
Кристаллары синифляря айырмг цчцн ики яламятдян истифадя олунур:
1. Кристаллографик
2. Физики
Бурада ящямиййяти олан амилляр - щиссяъиклярин дцзцлцшцндяки фяза перiо-
диклийи вя кристал гяфясин дцйцнляриндя йерляшян щиссяъиклярин нювц вя араларын-
дакы гаршыылыглы тясир гцввяляринин характеридир.
1) Кристал гяфяс мцхтялиф нюв симметрийайа малик ола биляр. Мцхтялиф фяза
гяфясляри цч мцхтялиф истигамятлярдя тякрарланан ейни ъцр структур елементиндян
- елементар йувалaрдaн тяшкил олунмушдур. Елементар йува паралелопипед
шяклиндя олуб, , , bуъаглары алтында бирляшян а, б, ъ цзляриндян ибарятдир.
Кристал гяфясин 14 нювц вардыр kи, онлар да yeddi кристaллoграфик систем вя йа
sinqoniyaya айрылыр.
Садя сингонийа – кубик олуб: а=б=ъ; , мцряккяб ися триклиндир:
abc; . а, б, ъ вя , , - елементар йуванын параметрляри олуб, ону
тяйин едир.
2) Кристал гяфясин дцйцнляриндя йерляшян зярряъиклярин нювцндян вя онлар
арасыындакы гаршылыглы тясир гцввяляринин характериндян асылы олараг кристаллар 4
нювя айрылыр: iон, атом, металлик вя молекулйар.
Ион кристаллар: Ион кристалларда кристал гяфясин дцйцнляриндя нювбя иля яkс
ишаряли ионлар (НаЪл, КБр,МэО, ЪаО вя с.) йерляшир. Онлар арасындакы гаршылыглы
тясир гцввяляри електростатик (Кулон) тябиятли гцввялярдир. Мцухтялиф ишаряли
ионлар арасында кулон гцввяляринин йаратдыглары ялагя ион ялагяси адланыр.
Атом кристаллар: Kристал гяфясин дцйцнляриндя нейтрал атомлар йерляшир.
Атомлар арасындакы ялагя ковалент ялагя адланыр. Буна мисал олараг алмаз,
графит вя с. эюстярмяк олар. Кристал гяфясин дцйцнляриндя мцсбят йцклц метал
ионлары йерляшир kи, онлара арасында газ молекуллары кими «сярбяст» електронлар
щярякят едирляр. Бу ися металларын електриккечириъилийини тямин едир. Мяс. На, Ли,
Ъу, Аэ, Ау вя с.
Молекулйар кристаллар: Кристал гяфясин дцйцнляриндя маддянин нейтрал
молeкулларı йерляшир. Онлар арасындакы гаршылыглы тясир гцввяляринин йаранмасына
сябяб атомларын електрон булудларында електронларын бир гядяр сцрцшмяси ня-
тиъясиндя баш верир. Бу гцввяляря Ван- дер- Ваалс гцввяляри дейилир.
Buna misal olaraq Br
2
, J
2
və s. göstərmək olar.
BƏRK CİSİMLƏRİN İSTİLİK TUTUMU
Bərk cisimlər düzgün kristal qəfəsə malikdirlər və həmin qəfəsin düyünlərində
yerləşən hissəciklərə (atom, molekul və ionlara) öz tarazlıq vəziyyətləri ətrafında
üç qarşılıqlı perpendikulyar istiqamətdə rəqs edən maddi nöqtələr kimi baxmaq
olar. Beləliklə, hər bir hissəcik üç sərbəstlik dərəcəsinə malik olur ki, onun da hər
birinin enerjisi kT-ya bərabərdir.
Bir mol bərk cismin daxili enerjisi
U
m
=3RT
Bərk cismin molyar istilik tutumu
K
mol
C
R
dT
dU
C
m
V
25
3
yəni, kristal halda olan kimyəvi bəsit maddələrin molyar (atomar) istilik tutumu 3R
olub, temperaturdan asılı deyildir. Bu qanun Dyulonq-Pti qanunu adlanır.
Əgər bərk cisim kimyəvi birləşmə şəklində olarsa (məs. NaCl), onda bir
molda olan hissəciklərin sayı nN
A
olacaq. Burada n - bir molekulda olan atomların
sayıdır. Onda bərk kimyəvi birləşmələrin molyar istilik tutumu
mol
K
C
n
Rn
C
V
25
3
olar. Yəni kimyəvi birləşmənin molyar istilik tutumu bu birləşməni əmələ gətirən
atomların istilik tutumlarının cəminə bərabərdir.
BUXARLANMA, SUBLİMASİYA, ƏRİMƏ VƏ KRİSTALLAŞMA.
AMORF CİSİMLƏR
Mayelərdə olduğu kimi bərk cisimlərdə də elə molekullar olur ki, onların
malik olduqları enerji imkan verir ki, həmin molekullar digər molekulların cazibə
qüvvəsinə üstün gələrək maye və ya bərk cismin səthindən qoparaq fəzada yayıla
bilsinlər. Bu proses mayelər üçün buxarlanma, bərk cisimlər üçün sublimasiya
prosesi adlanır.
Mayelərdə buxarlanma istənilən temperaturda gedə bilir və temperaturun
artması ilə buxarlanmanın intensivliyi də artır. Buxarlanma ilə yanaşı olaraq,
mayeni tərk etmiş molekulların mayeyə qayıtması prosesi də baş verir ki, buna da
kondensasiya deyilir. Əgər vahid zamanda mayeni tərk edən molekulların sayı,
buxar halından mayeyə qayıdan molekulların sayına bərabər olarsa, bu hala
buxarlanma və kondensasiya prosesləri arasında dinamik tarazlıq deyilir. Öz
mayesi ilə dinamik tarazlıq halında olan buxara doymuş buxar deyilir.
Яксяр бярк маддялярдя ади температурларда сублимасийа просеси чох зяиф
эедир вя бу сябябдян дя бярк жисмин сятщи цзяриндя бухарын сыхлыьы аз олур.
Температур артдыгда сыхлыг артыр. Нафталин, камфора кими бярк маддялярин
сублимасийаsı просеси чох интенсив эедир. Хцсусиля, вакуумда сублимасийанын
интенсивлийи даща бюйцк олур ки, бундан да эцзэцлярин щазырлaнмасында истифадя
олунур. Бундан башга, шахталы щавада донмуш йаш палтарын гурумасы щадисяси
бузун сублимасийасына мисал ола биляр.
Шякил2.
Яэяр бярк cисми гыздырсаг (Шякил2), онда, онун дахили енерjиси артыр. Бу
щалда дахили енерjи кристал гяфясин дцйцнляриндя йерляшмиш щиссяcиклярин гаршылыглы
тясирляринин потенсиал вя рягси щярякятлярин кинетик енерjиляри cяминдян ибарят
олаcаг. Температурун артмасы иля рягслярин амплитудлары о вахтадяк артыр ки,
кристал гяфяс даьылыр вя бярк cисiм яримяйя башлайыр. Яримя температурунда
маддяни бярк щалдан майе щала кечмяси просеси баш верир. Бу заман маддя
там ярийиб майе щала кечяня гядяр температур сабит галыр. Яримя просеси
гуртардыгдан сонра температур йенидян артмаьа башлайыр.
Бярк cисми яримя температуруна гядяр гыздырдыгда щямин маддя йалныз
о заман яримяйя башлайыр ки, верилян енерjи кристал гяфясин даьылмасы цчцн лазым
олан енерjийя бярабяр олсун. Она эюря дя яримя температуру бу просес заманы
Т
яр
=cонст олур. Яримя просеси гуртардыгдан сонра верилян истилик йенидян
щиссяcиклярин енерjиляринин артмасына сябяб олур вя нятиcядя маддянин
температуру йенидян артмаьа башлайыр. Маддянин 1 кг яримясиня сярф олунан
истилик мигдарына хцсуси ərimə istiliyi deyilir.
Əgər əridilmiş maddəni soyutsaq, proses əks istiqamətdə gedəcək, yəni
maddə tam bərkiyənədək temperatur sabit qalacaq. Kristallaşma tam başa
çatdıqdan sonra onun temperaturu aşağı dцşməyə başlayacaq.
Kristallaşma zamanı hər hansı kristallaşma mərkəzi (məs. toz dənəsi)
olmalıdır. Kristallaşma mərkəzi olmadıqda, həmin maddə bərkimə
temperaturundan aşağı temperaturlara qədər soyumasına baxmayaraq, maye
halında qalır.
Ele ktrik yüklər inin qarşılıqlı təsir i. Ölç ü vahidlə ri. Ele ktrik
sahəsi. Ele ktr ik sahəsinin pote ns ial ı və inte ns ivliyi. İ nduksiya seli.
Qauss te ore mi.
14.Електрик йцкц вя онун сахланмасы гануну
Електриклянмя маддянин хцсуси щалыдыр. Сцртцнмя нятиъясиндя ъисимлярин
електриклянмяси гядимдян мя’лум олса да елекрик щаггында тя’лимин ясасы кечян
ясрин яввяляриндя гойулмушдур. О дюврдян кечян вахт ярзиндя бу тя’лим чох
сцр’ятля инкишаф етмиш вя мцасир сивилизасийанын атрибутларындан бириня
чеврилмишдир.
Тябиятдя електрикля баьлы олмайан щадися тапмаг чятиндир. Чцнки бцтцн
маддялярин ясасыны тяшкил едян атом вя молекулларын юзляри якс ишаряли електрик
йцкляриндян тяшкил олунуб. Електрик йцкляринин мцасир елм тяряфиндян мцяййян
едилмиш ясас хассяляри иля таныш олаг.
Електрик йцкцнцн башлыъа, фундаментал хассяси онун ики формада мювъуд
олмасыдыр. Шярти олараг онлары мцсбят вя мянфи йцкляр адландырырлар.
Тяърцбядян мя’лумдур ки, ейни адлы йцкляр бир-бирини итяляйир, якс ишаряли йцкляр
ися бири-бирини ъязб едирляр. Якс ишаряли йцклярин мювъуд олмасынын сябяби мя’лум
дейился дя бир шей айдындыр ки, Каинат мцсбят вя мянфи електирик йцкляринин
таразлыьы сайясиндя мювъуддур.
Електрик йцкцнцн икинъи фундаментал хассяси онун квантланмасы вя йа
дискрет гурулуша малик олмасыдыр. Мя’лум олдуьу кими атом мцсбят йцклц
нцвядян вя онун ятрафында щярякят едян мянфи йцклц електронлардан ибарятдир.
Електронун йцкц тябиятдя мцшащидя олунан ян кичик йцкдцр: е=-
1,6
10
-19
Кл., кцтляси ися
31
10
1
,
9
m
кг-дыр. Она эюря дя електронун йцкцня
цмумиййятля, електрик йцкцнцн елементар кванты кими бахылыр. Ихтийари
макроскопик йцк там сайда електронун йцкцндян ибарятдир:
ne
q
Бурада
...
3
,
2
,
1
n
там гиймятляр гябул едир. Буна йцкцн дискретлийи вя йа
квантланмасы дейилир. Йцкцн дискретлийи илк дяфя Миллиэен тяърцбяляриндя тяс-
диг олунуб.
Гейд етмяк лазымдыр ки, тябиятдя бу вахта гядяр кяшф олунмуш елементар
щиссяъиклярин щамысынын йцкц ядяди гиймятъя електронун йцкцня бярабярдир.
Мясялян, протонун, позитронун,
k
вя
мезонларын вя с. щиссяъиклярин
йцкцнцн ишарясинин мцсбят олмасына бахмайараг ядяди гиймяти електронун
йцкц e-йя бярабярдир. Елементар щиссяъиклярин
кцтляляринин електронун кцтлясиндян бир нечя тяртиб
интервалында бюйцк олмасына бахмайараг, йцкляринин
ейни олмасынын сябяби мя’лум дейил. Саьлам
дцшцнъяйя эюря щяр бир елементар йцкц даща кичик
елементар щиссялярдян ибарят щесаб етмяк олар. Беля
олан щалда ня цчцн електрон, протон вя башга йцклц
щиссяъикляр парчаланмыр? Бу суал тябиятин сирри олараг
галыр.
Яксяр щалларда тяърцбядя алынан вя йа раст
эялинян електрик йцкц мигдаръа бюйцк олдуьу цчцн
онун дискретлийини мцшащидя етмяк чятиндир. Одур ки,
бир чох щалларда електрик йцкцнцн пайланмышы
кясилмяз гябул олунур. Йцкцн дискретлийи о вахт мцшащидя олуна биляр ки, онун
дяйишмяси чох кичик олсун. Мясялян, фотоеффектдя, атом вя молекулларын
ионлашмасы заманы вя с.
Електрик йцкцнцн цчцнъц фундаментал хассяси онун сахланмасыдыр.
Каинат йаранандан ондакы мцсбят вя мянфи йцклярин мигдары ейни олуб.
Бцтювлцкдя Каинат вя ондакы щяр бир ъисим, кянар тя’сирляр йохдурса, електрик
бахымындан нейтралдыр. Одур ки, йалныз бир ишаряли йцк алмаг мцмкцн дейил.
Яэяр бир ъисим мцсбят йцклянибся, демяли, башга бир ъисим ейни мигдарда мянфи
йцк ялдя едиб. Якс ишаряли електрик йцкляри бярабяр мигдарда йараныр вя бярабяр
мигдарда йох олур. Буна електрик йцкцнцн сахланмасы гануну дейилир. Якс
ишаряли йцклярин бярабяр олмасы тябиятин универсал симметрик хассясинин
тязащцрляриндян биридир.
Фярз едяк ки, изоля олунмуш габдакы фязада щавадан асылы вязиййятдя
Шцаланмадан сонра
e
–
e
+
Шцаланмадан
фотон
Шякил 1
мцхтялиф тозъуглар вар (шякил 1). Кянардан габа йцклц щиссяъик дахил ола билмяз
вя габдан кянара чыха билмяз. Габдакы фязаны рентэен шцалары иля
шцаландыранда тозъуглар електорнларыны итиряряк мцсбят йцкляняъяк. Йаранмыш
мцсбят вя мянфи йцклярин мигдары ейни олаъаг. Еля ки, шцаланманын тя’сири
кясилир, електронлар тозъуглара гонараг онларын йцкцнц нейтралашдырыр. Габ
яввялдян нейтрал идися, шцаланма кясилдикдян сонра да бу щалда галыр, електрик
йцкц вар идися, онун мигдары дяйишмяз галыр.
Беляликя, гапалы (изоля, тяърид олунмуш) системдяки електрик йцкцнцн мигдары
сабит кямиййятдир. Хцсуси щалда якс ишаряли йцклярин мигдары бярабярдирся,
систем електрик бахымындан нейтрал олур. Бурадан електрик йцкцнцн аддитивлийи
бир нятиъя кими алыныр. Йя’ни ихтийари системин там йцкц она тя'сир едян
щиссяъиклярин йцкляри ъяминя бярабярдир. Мясялян, ионун йцкц онун нцвяси иля
електронларын йцкляри ъяминдян ибарятдир.
Електрик йцкцнцн мараглы хассяляриндян бири дя онун ядяди гиймятинин
щесаблама системинин сечилмясиндян асылы олмамасыдыр. Одур ки, йцкцн гиймяти
онун щярякят едиб, етмямясиндян асылы дейил вя мцхтялиф щесаблама
системляриня нязярян инвариантдыр.
Електрик йцкцнцн гиймяти онун щярякят сцр’ятиндян асылы олсайды, атомда
нцвяйя нязярян чох бюйцк сцр’ятля щярякят едян електронларын йцкц дяйишярди
вя атом юзбашына нейтраллыьыны итирярди. Чох дягиг тяърцбяляр эюстярир ки,
мцхтялиф атомлар електрик йцкц бахымындан нейтралдыр. Щямишя ъисим дахилиндя
олан електрик йцкляринин ъями сабит галыр. Бу електрик йцкляринин сахланмасы
гануну адланыр.
Бу ганун рийази олараг:
const
q
Q
n
1
i
i
шяклиндя ифадя олунур.
Електрик йцкляринин гаршылыглы тя’сири. Кулон гануну
Тяърцбя эюстярир ки, електрик йцкляри бир-бириня гаршылыглы тя’сир едирляр.
Мя'лум олмушдур ки, ейни адлы йцкляр бир–бирини дяф, мцхтялиф адлы йцкляр ися бир-
бирини ъязб едирляр.
Електрик йцкляри арасындакы гаршылыглы тя’сири илк дяфя кямиййятъя характеризя
едян 1873-ъи илдя франсыз физики Ш.Кулон олмушдур. Електриклянмиш ъисимлярин
гаршылыглы тя’сири онларын шякил вя юлчцляриндян асылыдыр. Она эюрядя нюгтяви йцк
анлайышындан истифадя едирляр. Нюгтяви йцкляр еля йцкляря дейилир ки, онларын
юлчцляри араларындакы мясафяйя нязярян чох кичик олсун. Истянилян йцклянмиш
ъисми чохлу сайда нюгтяви йцклярин ъями кими тясяввцр етмяк олар.
Кулон мцяййян етишдир ки: ики нюгтяви йцк арасындакы гаршылыглы тя’сир
гцввяси бу йцклярин щасили иля дцз, араларындакы мясафянин квадраты иля тярс
мцтянасиб олуб, бу йцкляри бирляшдирян дцз хятт цзря йюнялир.
Кулон гануну:
2
2
1
r
q
q
k
F
(.1)
шяклиндя йазылыр. Бурада
2
1
q
q
вя
–гарышылыглы тя’сирдя олан електрик йцкляри;
r
–
онлар арасындакы мясафядир. Мцяййян едилмишдир ки, йцкляр арасыдакы гарышылыглы
тя’сир гцввяси бу йцклярин йерляшдикляри мцщитин хассяляриндян асылыдыр. Бу о
демякдир ки, (1) дцстуруна дахил олан
k
ямсалы щям юлчц системинин
сечилмясиндян вя щям дя мцщитин хассяляриндян асылыдыр. Она эюря дя
m
K
k
эютцрмяк даща мягсядя уйьундур. Бурада K–йалныз юлчц системинин
сечилмясиндян асылыдыр.
m
–кямиййяти йцкляр арасындакы гаршылыглы тя’сир
гцввясинин мцщитдян асылылыьыны характеризя едир вя мцщитин мцтляг диелектрик
нцфузлуьу адланыр.
Мцтляг диелектрик нцфузлуьу
m
– и
m
=
0
(.2)
шяклиндя ифадя едирляр. Бурада,
0
– електрик сабити адланыр. Онун гиймяти вя
ващиди йалныз юлчц системинин сечилмяси иля тя’йин едилир.
0
–-мцщитдян асылы
дейилдир.
– мцщитин нисби диелектрик нцфузлуьу адланыр вя бошлугда эютцрцлмцш
електрик йцкляри арасындакы гаршылыглы тя’сир гцввясинин бу йцкляр мцщитдя
эютцрцлдцкдя араларындакы гаршылыглы тя’сир гцввясиндян нечя дяфя бюйцк
олдуьуну эюстярир.
(2) ифадясини нязяря алсаг, Кулон гануну
2
m
2
1
r
q
q
K
F
(3)
вя йа
2
0
2
1
r
q
q
K
F
(4)
шяклиндя йазылар.
СГСЕ–ващидляр системиндя
I
I
K
0
вя
эютцрцлцр вя бу системдя Кулон
гануну
2
2
1
r
q
q
F
(5)
шяклини алыр.
БС–дя
4
1
K
олдуьундан, бу системдя Кулон гануну
2
0
2
1
r
q
q
4
1
F
(6)
шяклиндя йазылыр.
СГСЕ-дя –електрик йцкцнцн ващиди 1 СГСЕ йцк ващиди гябул едилир.
1 СГСЕ йцк ващиди олараг еля йцк эютцрцлцр ки, бу йцк бошлугда ондан 1
см мясафядя эютцрцлмцш юзцня бярабяр йцкя
дн
1
гцввя иля тя’сир етсин.
БС-дя йцк ващиди олараг 1Кл гябул олунур. 1кулон (Кл) олараг еля йцк
мигдары гябул едилир ки, бу йцк 1с мцддятиндя нагилин ен кясийиндян кечдикдя
нагилдян ахан ъяряйанын шиддяти 1А олсун.
1Кл=1Асан
1Кл=
СГСЕ йцк ващиди.
Електрик сабити
–ын гиймятини щесаблайаг. Онун цчцн фярз едяк ки, щяр
бири 1Кл олан ики нюгтяви йцк бошлугда бир-бириндян 1м мясафядя йерляшмишдир.
Бу йцкляр арасындакы гаршылыглы тя’сир гцввяси (=1). СГСЕ-дя
H
10
9
)
10
(
10
3
(
r
q
F
14
2
2
9
2
2
9
2
2
10
9
дн
см
ващ.)
йцк
сгсе
БС-дя ися
2
2
м
Кл
0
2
2
0
4
1
r
q
4
1
F
олар. Айдындыр ки, бу ифадяляр бярабярдирляр. Онда
Н
м
Кл
2
2
9
0
10
9
4
1
Бурадан да
2
2
2
2
м
Н
Кл
м
Н
Кл
12
9
0
10
85
,
8
10
9
4
1
аларыг. Демяли,
2
2
м
Н
Кл
12
0
10
85
,
8
Сонралар эюряъяйик ки,
м
1
м
Н
Кл
1
2
2
Φ
-дир.
Бошлуг цчцн =1 олдуьундан, бошлугда СГСЕ-дя Кулон гануну
2
2
1
0
r
q
q
F
(7)
шяклиндя йазылар.
(5) вя (7) ифадяляриндян истифадя етмякля
0
F
F
(8)
олдуьуну алырыг. Бурадан эюрцнцр ки,
–мцщитин нисби диелектрик нцфузлуьу
адсыз ядяддир.
Електростатик сащя. Интенсивлик.
Интенсивлик сели.
Щяр бир ъисим юз ятрафында ъазибя сащяси йаратдыьы кими щяр бир електрик
йцкц дя юз ятрафында електрик сащяси йарадыр.
Сцкунятдя олан йцклярин йаратдыьы сащя електростатик сащя адланыр. Електрик
сащяси сонсузлуьа кими давам едир. Електрик сащяси обйектив реаллыг олуб,
материйанын хцсуси нювцдцр. Електрик йцкляринин гаршылыглы тя’сири онларын йарат-
дыглары сащя васитясиля верилир. Електрик сащяси бу сащяйя эятирилмиш йцкя тя’сир
етмякля юзцнц бцрузя верир.
Яэяр сащяйя мцхтялиф
n
2
1
q
,...
q
,
q
йцкляри йерляшдирился, сащя бу йцклярин щяр
бириня мцхтялиф
n
2
1
f
,...
f
,
f
гцввяляри иля тя'сир едяр. Лакин щямишя
n
n
2
2
1
1
q
f
,...,
q
f
,
q
f
нисбятляри бир–бириня бярабяр олур. Демяли,
const
q
f
...
q
f
q
f
q
f
n
n
3
3
2
2
1
1
(9)
Она эюря дя електрик сащясини
q
f
нисбяти иля характеризя етмяк олар. Щямин
бу
q
f
нисбяти електрик сащясинин интенсивлийи адланыр. Демяли,
q
f
E
(10)
Бурада q–сащяйя эятирилмиш йцкцн мигдары,
f
–сащянин йцкя етдийи тя'сир
гцввяси;
E
–сащя интенсивлийидир.
(10) дцстурундан эюрцнцр ки, q=+1 олса,
f
E
олар. Демяли, електростатик
сащянин интесивлийи бу сащяйя эятирилмиш мцсбят ващид йцкя сащянин етдийи тя'сир
гцввясиня бярабяр олан кямиййятя дейилир.
(10) дцстурундан истифадя едяряк интенсивлийя ващид тя'йин етмяк олар.
БС–дя f=1 Н вя q=1 Кл иля юлчцлдцйцндян бу системдя интенсивлик
Кл
Н
1
E
иля юлчцлцр.
Фярз едяк ки, q йцкцнцн сащясиня q
0
–йцкц эятирилиб. Бу йцкляр арасындакы
гаршылыглы тя'сир гцввяси, айдындыр ки, СГСЕ–дя, бошлугда
2
0
r
qq
F
(11)
шяклиндя ифадя олунар. Бу ифадянин щяр тяряфини q
0
–a бюляк.
Онда, аларыг
2
0
r
q
q
F
(12)
Бурада
0
q
F
– сащянин мцсбят ващид йцкя етдийи тя’сир
гцввясидир. Йя’ни сащя интенсивлийидир. Она
эюря дя
E
q
F
0
олдуьуну нязяря алсаг
2
r
q
E
(13)
аларыг. (13) дцстуру СГСЕ-дя, бошлугда
эютцрцлмцш
нюгтяви
йцкцн
юзцндян
r
мясафядя йаратдыьы сащя интенсивлийинин ифадя-
сидир.
Бу ифадя БС-дя истянилян мцщит цчцн
2
0
r
q
4
1
E
(14)
шяклиндя йазылар. (14) дцстуруну бошлуг цчцн
йаздыгда
2
0
0
r
q
4
1
E
(15)
алынар.
(14) вя (15) дцстурларыны тяряф-тяряфя
бюлдцкдя
A
B
1
E
2
E
Шякил 2
+
+
г)
Шякил 3
в)
+
а)
–
б)
+
–
E
E
0
(16)
алынар. Бурадан айдын олур ки, мцщитин нисби диелектрик нцфузлуьу щяр щансы
йцкцн бошлугда йаратдыьы сащя интенсивлийинин щямин йцкцн мцщитдя йаратдыьы
сащя интенсивлийиндян нечя дяфя бюйцк олдуьуну эюстярир.
Яэяр електрик сащяси чохлу сайда: q
1
,q
2
,… йцкляри тяряфиндян йарадылмыш
олса, онда сащянин щяр щансы нюгтясиндя интенсивлийин гиймяти щяр бир йцкцн
щямин нюгтядя йаратдыьы сащялярин интенсивликляри ъяминя бярабяр олар. Бу
електрик сащясинин суперпозисийасы (топланмасы) принсипи адланыр. Йя’ни,
n
1
i
i
n
3
2
1
E
E
...
E
E
E
E
(17)
Сащя интенсивлийи вектор кямиййятдир вя сащяни гцввя ъящятдян характеризя
едир. Бундан истифадя едяряк електрик сащясини интенсивлик хятляри вя йа гцввя
хятляри адланан хятляр васитясиля графики тясвир етмяк олур.
Интенсивлик хятти еля хяття дейилир ки, онун щяр бир нюгтясиня чякилян
тохунан бу нюгтядя интенсивлик векторунун истигамятини эюстярсин. 2-ъи шякилдя
АБ интенсивлик вя йа гцввя хятти,
2
1
E
E
вя
интенсивлик векторудур. Гябул
едилмишдир ки, мцсбят йцкцн интенсивлик
хятляри бу йцкдян чыхан, мянфи йцкцн интенсивлик хятляри ися бу йцкя дахил олан
хятлярдян ибарятдир (шякил 3 а,б). Мцхтялиф адлы йцклярин интенсивлик хятляри
мцсбят йцкдян башлайыр, мянфи йцкдя гуртарыр (шякил 3 в) вя йа да сонсузлуьа
кими давам едир. Ейни адлы йцклярин гцввя хятляри щеч вахт эюрцшмцрляр (шякил
3, г).
Електрик сащясини ядяди гиймятъя гцввя хятляринин сыхлыьы иля характеризя
етмяк мцмкцндцр. Интенсивлик хятлярини гцввятли сащялярдя сых, зяиф сащялярдя
ися сейряк чякирляр. Буну нязяря алдыгда, сащя интенсивлийи ядяди гиймятъя
интенсивлик хятляриня перпендикулйар гойулмуш ващид сящтдян кечян интенсивлик
хятляринин сайына бярабяр олар. Йя’ни
S
N
E
(18)
Бурадан
S
E
N
(19)
олар.
N
Δ
интенсивлик сели адланыр вя гцввя хятляриня
перпендикулйар гойулмуш
S
сятщиндян кечян интенсивлик
хятляринин там сайыны эюстярир.
Яэяр
S
сятщиня чякилян нормал интенсивлик вектору иля
буъаьы тяшкил етмиш олса, онда интенсивлик сели
cos
S
E
N
шяклиндя олар. 4-ъц шякилдян эюрцнцр ки,
n
E
cos
E
(20)
Буну нязяря алсаг
S
E
N
n
(21)
олар. Сащя биръинсли олса, йя’ни фязанын истянилян йерляриндя гцввя хятляри бир-
бириня паралел вя сыхлыглары ейни олса интенсивлик сели
ES
N
(22)
шяклиндя йазылар.
Яэяр сащя биръинсли олмаса, ону еля кичик щиссяляря айырмаг лазымдыр ки, щяр
n
E
S
S
E
n
Шякил 4
бир щиссяйя биръинс сащя кими бахмаг мцмкцн олсун. Онда беля щиссядян кечян
интенсивлик хятляринин сайы
dS
E
cos
EdS
dN
n
шяклиндя ифадя олунар. Бцтцн
S
сятщиндян кечян интенсивлик хятляринин сайы
ися
S
n
dS
E
N
(23)
олар.
Яэяр сятщ гапалы олса ондан кечян гцввя хятляринин там сайы
ds
E
N
n
(24)
шяклиндя ифадя олунар.
Гаусс теореми
Електрик сащясини щесабламаг цчцн Кулон гануну вя
интенсивлийин топланмасы гайдасы олан
i
E
E
(електрик
сащясинин суперпозисийасы принсипи) ифадясиндян истифадя
етмяк олар. Лакин сащя биръинсли олмайанда вя йцкляр бу
сащядя гейри-мцнтязям пайландыгда
i
E
E
ифадясиндяки
ъямлямяни интеграллама иля явяз етмяк лазым эялир. Бу ися юз нювбясиндя чох
бюйцк рийази чятинликляря эятирир. Она эюря дя сащя интенсивлийини щесабламаг
цчцн чох вахт кюмякчи цсуллардан истифадя едирляр. Беля цсуллардан бири вя эениш
йайылмыш Гаусс теореми адланан цсцлдур.
Гаусс теореми гапалы сятщ дахилиндя олан йцкцн мигдары иля бу сятщдян
чыхан гцввя хятляри арасында ялагя йарадыр. Садя олсун дейя фярз едяк ки,
радиусу
r
олан сферанын мяркязиндя
q
йцкц йерляшир. Айдындыр ки, бу йцкцн
гцввя хятляри сферанын сятщиня нормал истигамятдя радиус бойунъа сферадан
чыхан дцз хятлярдян ибарят олаъагдыр (шякил 5).
Dostları ilə paylaş: |