Boyl-Mariott, Gey-Lyussak va sharl qonunlari qanday.
Absolyut nol haroratda gazning hajmi nimaga teng bo’ladi va uni qanday tushuntirasiz?
Absolyut nol haroratda gazning bosimi nimaga teng bo’ladi va uni qanday tushuntirasiz?
Bir mol gaz uchun Klapeyron-Mendeleev tenglamasi.
Ma’ruza № 12
TAQSIMOT QO NUNLARI
Reja:
1.
Ideal gaz molekulalarining tezlik va issiqlik harakati energiyasi bo’yicha taqsimoti.
2.
Maksvell taqsimot qonunining Shtern tajribasida tasdiqlanishi.
3.
Barometrik formula. Boltsman taqsimoti.
4.
Molekulalarning o’rtacha to’qnashish soni va o’rtacha erkin yugurish yo’li.
5.
Energiyaning erkinlik darajasi bo’yicha taqsimoti.
Ideal gaz molekulyarining tezlik va issiqlik harakati energiyasi bo’yicha taqsimoti.
Molekulyar - kinetik nazariyaning asosiy tenglamasini keltirib chiqarishda molekulalar har xil
tezliklarga ega bo’ladi, deb hisoblagan edik. Ko’p marotaba to’qnashishlar natijasida, har bir
molekulaning tezligi yo’nalishi va moduli bo’yicha o’zgarib turadi. Ammo, molekulalarning betartib
harakati hisobiga harakat yo’nalishlari bir xil ehtimollikka ega bo’ladilar, boshqacha qilib aytganda,
har bir yo’nalishda bir xil miqdorda molekulalar
harakatlanadi, deb hisoblash mumkin.
Molekulyar – kinetik nazariyaga asosan, to’qnashishlarda molekula tezligi o’zgarishiga qaramay,
gazdagi
massali molekulalarning o’rtacha kvadrat tezligi,
bo’lganda, muvozanat
holatda o’zgarmas qoladi va quyidagiga teng bo’ladi:
Bu esa, muvozanat holatda bo’lgan gazda molekulalarning tezlikka bog’liq qandaydir taqsimoti
o’rnatilishini tushuntiradi. Bu taqsimotni aniq statistik qonunga bo’ysunishi Maksvell tomonidan
nazariy isbotlandi.
Maksvell bu taqsimotni nazariy keltirib chiqarishda, gaz bir xil temperaturada,
betartib issiqlik
harakati holatida bo’lgan ko’p miqdordagi
ta bir xil molekulalardan iborat bo’ladi, deb faraz qildi.
Maksvell qonuni molekulalarning tezlik bo’yicha taqsimot funktsiyasi deb ataladigan qandaydir
funktsiya bilan ifodalanadi.
Agar molekulalarning tezliklari diapazonini
ga teng kichik bo’lakchalarga bo’lsak, har bir
tezliklar intervaliga, shu tezliklarga ega bo’lgan
molekulalarning qandaydir
miqdori to’g’ri
keladi.
Demak,
funktsiya tezliklari dan gacha intervalda yotadigan molekulalarning
nisbiy sonini belgilaydi
yoki
Maksvell, ehtimollik nazariyasi usulini qo’llab,
funktsiyani - ideal gaz molekulalarining
tezligi bo’yicha taqsimot qonunini keltirib chiqardi.
Bu ifodadan ko’rinib turibdiki, taqsimot funktsiyasining aniq ko’rinishi gazning turi (
) va
–
holat parametriga bog’liq ekan.
Taqsimot
funktsiyasi
tezlik koordinatasiga nisbatan simmetrik emas (1 - rasm).
Molekulalarning,
tezlik intervaliga to’g’ri kelgan, nisbiy miqdori funktsiyaning
bo’lagiga to’g’ri kelgan
yuzasi bilan aniqlanadi.
Taqsimot funktsiyasi egri chizig’i ostidagi yuza 1 ga teng deb hisoblanadi.
Ideal gaz molekulalarining tezlik bo’yicha taqsimot funktsiyasi maksimal qiymatga ega bo’lgan
tezlik, ehtimolligi eng katta bo’lgan tezlikni belgilaydi.
Ehtimolligi katta bo’lgan tezlikni hisoblash uchun (12.1) ifodani
tezlik bo’yicha
differentsiallab, uni nolga tenglashtirish kerak, ya’ni funktsiyaning ekstremumini topish kerak:
Bu funkitsyaning hosilasi da nolga teng bo’ladi. Bu ham funktsiyaning ekstremumi,
ammo tezlikni nolga teng qiymati mantiqqa ega bo’lmagani uchun uni e’tiborga olmaymiz.
ya’ni
Bu ifodadan ko’rinib turibdiki, temperatura oshganda taqsimot funktsiyasi maksimumi o’ngga siljiydi,
ammo bu holda egri chiziq ostidagi yuza miqdori o’zgarmaydi (2 - rasm).
Molekulalarning o’rtacha tezligi
quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
Bu ifodaga
funktsiyani qo’yish va integrallash natijasida quyidagiga ega bo’lamiz:
Umuman gaz holatini belgilovchi tezliklar quyidagilardan iborat:
1.
Ehtimolligi eng katta tezlik,
2. O’rtacha tezlik,
3. O’rtacha kvadratik tezlik,
Molekulalarning tezliklari bo’yicha taqsimotidan foydalanib ularning kinetik energiyasi bo’yicha
taqsimotini hisoblab ko’ramiz:
funktsiyaning o’zgaruvchisi deb
ni olsak
bu yerda
ilgarilanma harakat kinetik energiyasi dan gacha bo’lgan intervaldagi
molekulalar sonidir.
Shunday qilib, issiqlik harakati energiyasi bo’yicha molekulalarning
taqsimot funktsiyasi
quyidagicha bo’ladi.
Ideal gazning o’rtacha kinetik energiyasi
quyidagiga teng:
Dostları ilə paylaş: