MayeləR § 1 Maddələrin maye halı



Yüklə 114.28 Kb.
tarix14.01.2017
ölçüsü114.28 Kb.
MAYELƏR

§ 1 Maddələrin maye halı


Maye maddənin aqreqat hallarından biridir. O, qazla bərk cisim arasında aralıq mövqe tutur: qazlar kimi mayenin də forması yoxdur. O olduğu qabın formasını alır, bərk cisimlər kimi sıxılması çox kiçikdir, müəyyən həcmə malikdir və sıxlıqları böyükdür. Maye molekullan bərk cismin hissəcikləri kimi tarazlıq vəziyyəti ətrafında rəqs edirlər, ancaq bərk cisimdən fərqli olaraq onların tarazlıq vəziyyəti yerini dəyişə bilər.

Əvvəlki mövzuda gördük ki, müəyyən şəraitdə qaz mayeyə çevrilir, hətta elə hal (böhran halı) ola bilir ki, maye ilə qaz arasındakı fərq itir. Bu mülahizəyə istinad edərək maye halını sıxılmış Van-der-Vaals qazı ilə ekvivalent qəbul edərək onun halını həmin tənliklə ifadə etməyə çalışmışlar. Buna əsas verən səbəblərdən biri müəyyən temperaturda Van-der-Vaals izoterm­lərinin bir hissəsinin təzyiqin mənfi qiymətinə uyğun gəlməsidir (şəkil 54). İzotermin bu hissəsi göstərir ki, maye dartıla bilər və bu dartılmaya qarşı müqavimət yarada bilər. Mayenin dartılması təcrübə ilə təsdiq edilmişdir. Mayelərin real qazlara oxşar qəbul edilməsi səbəblərinə temperaturun artması ilə şəthi gərilmənin, buxarlanma istiliyinin azalması, qaynama zamanı maye və doymuş buxarın sıxlıqlarının yaxınlaşmasını göstərmək olar. Digər tərəfdən maye qaz kimi axa bilir. Hidro və aerodinamikada qaz və mayelərin hərəkət qanunları eyni qəbul edilir . Nəhayət, mayenin quruluşunda sonlu məsafədə molekulların nizamlı yerləşməməsi mayenin Van-der-Vaals qazma oxşar qəbul edilməsinə səbəb olmuşdur.

Lakin tədqiqatlar göstərir ki, mayenin bərk cisimlərlə də oxşar cəhətləri çoxdur. Bərk cisim əriyərkən onun həcmi bir o qədər də dəyişmir (10 faizdən artıq olmur). Deməli, mayenin hissəcikləri arasındakı məsafə bərk cismin hissəcikləri arasındakı məsafəyə yaxın olur. Mayenin axıcılığı bərk cismin plastik deformasiyası kimidir. Mayelər də bərk cisimlər kimi elastikliyə malikdirlər, lakin mayelərin axıcılığı böyük olduğuna görə, onun elastik deformasiyasını müşahidə etməyə imkan vermir. Rentgen quruluş analizi göstərir ki, maye molekullarının da düzülüşündə kiçik məsafələrdə müəyyən nizamlılıq müşahidə olunur. Bu məsafə molekulların effektiv diametrindən bir neçə dəfə böyük olur (bu məsafə molekulyar təsir radiusu, bu radiusa uyğun sfera isə molekulyar təsir sferası adlanır). Monokristallarda bütün həcmdə onu təşkil edən hissəciklərin düzülüşü nizamlıdır. Mayelərdəki nizamlılıq yaxın düzülüş, kristallarda isə uzaq düzülüş adlanır. Mayelərdə olan düzülüş dayanıqsız olur. Bərk cisimlərdə isə kristallik quruluş dayanıqlıdır. Bərk cismin ərimə (mayeyə çevrilmə) istiliyi mayenin buxarlanma (qaza çevrilmə) istiliyindən min dəfələrlə kiçikdir. Bu fakt da mayenin bərk cismə yaxın olduğunu göstərir.

Yuxarıda deyilənlər göstərir ki, maye maddənin mürəkkəb aqreqat halıdır. Ona görə də maye halının nəzəriyyəsini yaratınaq çətindir. Bir tərəfdən mayenin molekulları arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvələri böyükdür. Bu fakt mayeləri bərk cisimlərə yaxınlaşdırır. Digər tərəfdən, mayenin molekulları arasında nizamlı düzülüş çox kiçik olub dayanıqsızdır. Bu fakt isə onu qazlara oxşadır. Məlumdur ki, sistem həmişə elə hal almağa çalışır ki, bu hala uyğun potensial enerji minimum olsun. Maye molekullarının tarazlıq vəziyyəti ətrafında rəqsi hərəkətinin amplitudu böyük olduğu üçün (yaxın düzülüş ölçüsündən böyük) rəqs zamanı özünə yeni qonşular tapır və yeni tarazlıq vəziyyətinin potensial enerjisi də minimum olur. Ona görə də mayedo molekulların tarazlıq vəziyyəti daim dəyişir və bu vəziyyətə uyğun düzülüş dayanıqsız olur, yəni maye molekulunun oturaq və ya relaksasiya müddəti kiçik olur. Bu müddət molekulun öz tarazlıq vəziyyəti ətrafında rəqsinin perioduna bərabər qəbul olunur. Mayeyə edilən xarici qüvvənin təsir müddəti oturaq müddətdən böyük olarsa maye axır, göstərilən müddətdən kiçik olarsa maye sıxılma, uzanma, hətta sürüşmə deformasiyasına uğrayır.

Maye molekulu bir tarazlıq vəziyyətindən digərinə keçmək üçün olan potensial çəpəri aşmalıdır. Molekulun oturaq müddəti potensial çəpərin hündürlüyündən asılıdır; hündürlük çox olduqda oturaq müddəti də çox olur. Ona görə də potensial çəpər hündür olduqca molekulun bir vəziyyətdən digərinə (diffuziya) keçid sürəti də az olacaqdır. Temperatur artdıqda molekul əlavə istilik enerjisi alır, potensial çəpəri «rahatlıqla» keçir və ona görə də diffuziya sürəti artır.

Biologiyada baxdığımız diffuziya ilə yanaşı maddələrin konsentrasiyasının müxtəlifliyi (passiv diffuziya) və metabolizm (maddələr mübadiləsi) (aktiv diffuziya) hesabına da yaranır. Passiv diffuziya adi diffuziyada olduğu kimi entropiyanın artması (sərbəst enerjinin azalması) istiqamətində, aktiv diffuziya isə entropiyanın azalması (sərbəst enerjinin artması) istiqamətində də gedə bilər. Bitkinin köklərinə kalium və kalsium daxil olması qismən passiv diffuziyanın hesabına olur. Aktiv diffuziya selektiv xarakter daşıyır: membran zərrəciklərin toxumaya daxil olmasını tənzimləyir və ona nəzarət edir.



Mayenin halını müəyyən edən əsas qarşılıqlı təsirlərdən biri hidrogen rabitəsidir. Bu rabitənin enerjisi kimyəvi rabitənin ener­ji­sin­dən bir tərtib kiçik, Van-der-Vaals qarşılıqlı təsir enerjisindən isə qat-qat böyükdür.
§ 2 Mayelərda səthi gərilmə
Tutaq ki, şaquli qoyulmuş silindrik qabda maye vardır. Bu qabda iki molekulun halını araşdıraq (şəkil ). Molekullardan biri mayenin daxilində, digəri isə səthində yerləşmişdir. Daxildə olan molekula hər tərəfdən təsir edən qüvvə eynidir və molekul tarazlıqdadır. Səthdə götürülmüş molekula bütün istiqamətlərdən edilən təsir eyni deyildir. Molekulyar təsir sferasının üst hissəsində qaz və maye buxarı vardır. Orada olan molekulların sayı təsir sferasının aşağı hissəsində olan maye molekullarınm sayından qat-qat azdır. Ona görə də səthdə olan molekullara təsir edən qüvvələrin əvəzləyicisi mayenin daxilinə yönələcək, onu daxilə çəkəcəkdir (ağırlıq qüvvəsi nəzərə alınmır). Buradan görünür ki, molekulun mayenin daxilindən onun səthinə çıxması üçün o, iş görməlidir. Bu iş səthdəki molekullann potensial enerjisinin artmasına səbəb olur. Mayedə temperatur tarazlığı olduğundan daxildəki və səthdəki molekulların kinetik enerjiləri eynidir. Potensial enerji isə səthdə çoxdur. Sistemin dayanıqlı tarazlıqda olması üçün onun potensial enerjisi minimum olmalıdır. Bu səbəbdən maye elə forma almağa çalışır ki, onun səthinin sahəsi minimum olsun. Məlumdur ki, həcmləri eyni olan həndəsi fiqurlardan səthinin sahəsi ən kiçik olan sferadır. Deməli, xarici qüvvələr təsir etmədikdə bütün mayelər kürə formasını almalıdırlar, öz səthlərini kiçiklətməlidirlər. Bu hadisə səthi gərilmə adlanır. Doğrudan da qabda olan mayenin içərisinə sıxlığı onunla eyni olan və qarışmayan başqa maye damcısı salsaq, damcı mayenin daxilində kürə formasını alacaqdır. Onu belə forma almağa məcbur edən səth enerjisinin daxildəki enerjidən böyük olması nəticəsində yaranan sathi gərilmədir. Bu zaman meydana çıxan qüvvə səthi gərilmə qüvvəsi adlanır. Bu qüvvə mayenın səthinə toxunan istiqamətdə yönəlir və təsir etdiyi maye hissəsinın konturuna perpendikulyar olur. Təcrübə göstərir ki, bu qüvvənin ədədi qiyməti maye səthinin perimetrinin uzunluğu (l) ilə düz mütənasibdir və aşağıdakı düsturla hesablanır:

(9.1)

Burada  mütənasiblik əmsalı olub, səthi gərilmə əmsalı adlanır, mayenin növündən və temperaturundan asılıdır. Səthi gərilmə əmsalı ədədi qiymətcə səthin vahid uzunluğuna düşən qüvvəyə bərabərdir. Mayeyə başqa maddələr qatdıqda səthi gərilmə əmsalı dəyişir. Sabunlu suyun səthi gərilmə əmsalı təmiz suyunkundan az, duzlu suyunku isə çox olur. Əgər mayenin öz molekulları arasındakı ilişmə qüvvəsi maye molekulu ilə orada həll olmuş maddə molekulu arasındakı ilişmə qüvvəsindən çox olarsa, həmin maddənin molekullan mayenin səthinə çıxırlar; onların səthdə konsentrasiyası mayenin daxilindəki konsentrasiyadan çox olur. Bu hadisə adsorbsiya adlanır.


§ 3 İsladan və islatmayan mayelər.



Əyri səthin yaratdığı əlavə təzyiq
Molekulyar-kinetik nəzəriyyənin əsaslarından məlumdur ki, ixtiyari molekullar arasında qarşılıqlı təsir mövcuddur. Odur ki, qabda olan mayenin öz molekulları və maye molekulları ilə qabın molekulları arasında qarşılıqlı təsir olacaqdır. Mayenin öz molekulları arasındakı cəzbetmə qüv-vəsi maye molekulu ilə qabın molekulu arasındakı cəzbetmə qüvvəsindən kiçik olarsa belə maye isladan, əksinə olarsa - islatmayan maye adlanır. Belə maye-lərin sərbəst səthləri əyilir.

Əyilmiş maye səthi menisk adlanır. İsladan mayenin səthi çökük (şəkil a), islatmayan mayenin səthi qabarıq (şəkil b) menisk olur.



Qabın divarından molekulyar təsir radiusunda kiçik məsafədə olan və əyri səthdə yerləşən A molekuluna baxaq. Bu molekula maye molekulları tərəfindən qab mole­­kulları tərəfindən qüvvəsi təsir edir (şəkil ). Aydındır ki, qüvvəsinin istiqaməti A nöqtəsinin vəziyyətindən və meniskin forma­sın­dan asılı olacaq, qüvvəsi isə qa­bın divarına perpendikulyar yönə­lə­cəkdir. Molekulun ağırlıq qüvvəsini nəzərə almasaq, əvəzləyici qüvvə bu iki qüvvənin vektorial cəminə bə­ra­bər olacaqdır. Əgər baxdığımız A molekulu sükunətdədirsə əvəz­ləylici qüvvə mayenin səthinə perpen­dikulyar olmalıdır. Əks halda mole­kul hərəkət edərdi. Şəkildən göründüyü kimi isladan mayedə bu qüvvənin meyli divara doğrudur. İslatmayan mayedə bu qüvvə mayenin daxilinə doğru yönəlir.

Tutaq ki, sferik qabarıq AC səthinin B nöqtəsinə təsir edən səthi gərilmə qüvvəsi F şaquli istiqamətlə  bucağı (şəkil) əmələ gətirir. Səthin əyrilik radiusunu R, B nöqtəsinə uyğun qüvvənin radiusunu isə r-lə işarə edək. Onda təzyiq qüvvəsi və ya olar. Bu əyri səthin altında yaranan əlavə təzyiq



olar. ODB üçbucağından olduğundan, alarıq:

(9.2)
Bu düstur sferik əyri səth altında yaranan əlavə təzyiqi ifadə edir. Əgər mayenin düz-müstəvi səth altındakı təzyiqini ilə işarə etsək, sferik qabarıq səth altındakı təzyiq

(9.3)

sferik çökük səth altındakı təzyiq isə



(9.4)

olar. Ümumi halda eyni bir nöqtə ətrafında götürülmüş əyri elementi müxtəlif əyriliyə malik olur. Həndəsədən məlumdur ki, bu halda əyrilik radiusu aşağıdakı ifadə ilə təyin olunur:



Axırıncı düsturu (9.2)-də nəzərə alsaq



olar. Bu düstur Laplas düsluru adlanır və ixtiyari əyri formalı səthin altında yaranan əlavə təzyiqi ifadə edir. Qabarıq səth üçün əyrilik mərkəzi mayenin daxilində olur və radius müsbət, çökük səth üçün əyrilik radiusu mənfi qəbul olunur. Laplas düsturundan göründüyü kimi səth müstəvi olduqda olur və əlavə təzyiq yaranmır.

Sferik sabun qabarcığı həm daxildən, həm də xaricdən sabunpərdəsi ilə örtülür (adsorbsiya hadisəsinə görə sabun molekulları suyun səthinə çıxır), bu pərdələrin arasında isə su təbəqəsi olur. Ona görə də onun daxilindəki təzyiq bir sferik səth altındakı təzyiqdən iki dəfə çox, yəni

olur.

§ 4. Birləşmiş qablarda islatma. Kapilliyarlıq.


Əvvəlki paraqrafda gördük ki, qabın divarına yaxın yerdə mayenin səthi əyilir. Qab geniş olduqda səthin divardan uzaq olan yerlərində əyilmə olmur, səth müstəvi şəklində olur. Qabın divarları bir-birinə yaxın olarsa, onda mayenin səthi tam əyilmiş forma (menisk) alır. Kiçik radiuslu borularda menisk sfera, bir-birinə çox yaxın yerləşdirilmiş paralel müstavilərdə isə silindrik formada olur. Belə borular kapilliyar borular adlanır. Geniş qabdan və kapilliyar borudan ibarət birləşmiş qablara baxaq. Qablardakı maye -bircins olub, isladan mayedir (şəkil ). Təcrübə göstərir ki, kapilliyar boruda mayenin hündürlüyü geniş qabdakı mayenin səviyyəsinə nəzərən h qədər çoxdur, yəni isladan maye kapillyar boruda yuxarı qalxır. Bunun səbəbi əyri səth altında əlavə təzyiqin yaranmasıdır. Çökük səth altında bu təzyiq müstəvi səth altındakı təzyiqi azaldır (9.4) düsturu). Ona görə də isladan maye kapilliyar boruda müəyyən hündürlüyə qalxır. Kapilliyar borudakı maye sütununun hidrostatik təzyiqi əyri səthin yaratdığı əlavə təzyiqə bərabər olur. Kapilliyar boruda menisk sfera olduğundan (9.2) düsturuna görə

(9.5)

yazmaq olar. Burada R - karilliyardakı maye səthinin radiusudur.

Maye səthinə çəkilmiş toxunanın (AB) qabın şaquli divan ilə əmələ gətirdiyi bucaq  kənar bucaq adlanır. Şəkildən görünür ki, bu bucaq isladan maye üçün iti bucaqdır (islatmayan maye, yəni səthi qabarıq menisk olan maye üçün  kor bucaq olur). Kapilliyar borunun radiusu r olarsa, AOC düzbucaqlı üçbucağından (AO=R, AC=r, OAC=) olduğunu görürük. Bu ifadəni (9.5) düsturunda nəzərə alsaq

(9.6)

alarıq. Bu isladan mayenin kapilliyar boruda qalxma hündürlüyüdür. İsbat etmək olar ki, islatmayan maye kapilliyar boruda həmin qədər aşağı düşəcəkdir. Maye tam isladan olarsa =0 olar və



(9.7)

düsturu ilə hesablanır. Buradan görünür ki, mayenin kapilliyar boruda qalxma hündürlüyü onun sıxlığı və kapilliyarın radiusu ilə tərs mütənasibdir. Bu düsturdan istifadə edərək təcrübi üsulla mayenin səthi gərilmə əmsalını tapmaq olar. Təcrübi üsullardan biri damcının qopması üsuludur. Tutaq ki, şaquli kapilliyar borudan maye damcı-damcı axır. Maye borunun aşağı açıq ucuna damcı şəklində yığılır, səthi gərilmə qüvvəsi damcını borunun ucundan ayrılmağa qoymur. Lakin damcı getdikcə böyüyür, elə an gəlib çatır ki, damcının ağırlıq qüvvəsi səthi gərilmə qüvvəsinə bərabər olur və damcı borudan ayrılaraq düşür. Ağırlıq qüvvəsinin (9.1) düsturuna görə səthi gərilmə qüvvəsinə bərabərliyi şərti



(9.8)

kimi yazılır. Burada -damcının kütləsi, - borunun en kəsiyinin perimetridir. Bir damcının kütləsini tapdıqda xəta böyük olur. Təcrübənin dəqiqliyini artırmaq üçün n sayda damcını toplayıb kütləsini (m) təyin edirlər. (9.8)-in hər tərəfini n-ə vurub olduğunu (9.8)-də yerinə yazsaq, alarıq:



və ya (9.8')

Şaquli borunun üzərində onun həcmini göstərən bölgülər olarsa, n sayda damcının həcmi V həmin bölgülərin fərqinə bərabər olacaqdır.

Kapilliyarlığın təbiətdə rolu böyükdür. Torpaq qatlarında rütubətin ötürülməsi, bitkilərdə torpaqdakı qida maddələrinin mənimsənilməsi, gövdə və budaqlara ötürülməsi, orqanizmdə qanın kapilliyar damarlarla verilməsi kapilliyarlıq hadisəsi ilə bağlıdır.
§ 5. Arakəsmədən diffuziya. Osmos və osmotik təzyiq
Qeyd olundu ki, qarşılıqlı təmasda olan mühitdə hissəciklərin istilik hərəkəti nəticəsində bir-birinə qarışması diffuziya adlanır. Diffuziyanın maraqlı növlərindən biri də məhlullarla həlledici arasında yaranan diffuziyadır. Müxtəlif konsentrasiyalı məhlullar və ya məhlul ilə həlledici arasında yarımnüfuz etdirici arakəsmə olarsa bu arakəsmədən diffuziya yaranacaqdır. Bu hadisə osmos adlanır. Membran tipli bu arakəsmələr həlledicinin molekullarını buraxır, həll olan maddənin molekullarını keçməyə qoymur. Nəticədə həll olan maddənin parsial təzyiqi özünü biruzə verir. Bu təzyiq osmotik təzyiq adlanır.

Osmotik təzyiqi təcrübə vasitəsilə ölçmək olar. Tutaq ki, həcmi kiçik olan silindrik B qabına (şəkil) şəkər məhlulu tökülmüşdür. Onun alt oturacağı yarımnüfuz edici membran (pərdə) ilə bağlanmış, üst tərəfdən isə şaquli boru (kapilliyar olma­yan) bərkidilmişdir. İçərisində şə­kər məhlulu olan B qabı ge­niş qabda olan suyun içərisinə sa­lı­nır. B qabında su molekul­la­rının konsentrasiyası geniş qabdakı suyun konsentrasiya­sın­dan az olduğu üçün su mo­lekullan arakəsmədən ke­çə­rək B qabına daxil olacaqlar. Nə­ticə­də C borusunda mayenin səviyyəsi h qədər qalxacaqdır. h hündürlükdə olan maye sütununun təzyiqi ədədi qiymətcə osmotik təzyiqə bərabər olacaqdır:



(9.9)

Burada -məhlulun sıxlığıdır. Vant-Hoff osmotik təzyiqi



(9.10)

düsturu ila hesablamış, onun nəticəsi (9.9) düsturu ilə tapılmış qiymətlə üst-üstə düşmüçdür. Vant-Hoff məhlulda həll olunmuşmaddə molekullarının bir-birindən çox aralı olduğunu qəbul etmiş və onların halını ideal qazın hal tənliyi ilə ifadə etmişdir:



Burada -molyar konsentrasiya olduğunu nəzərə alsaq (9.10) düsturu alınar.

Təbiətdə, o cümlədən canlı orqanizmdə osmos hadisəsinə əsaslanan proseslər çoxdur. Bütün toxumaların pərdəsi yarımnüfuz etdiricı membrandır. Bu pərdələrdən - arakəsmələrdən toxumanın daxilinə su keçir, onun daxilində həll olan maddələr isə keçmir. Müxtəlif toxumalarda osmotik təzyiq müxtəlif olur, onların bəzilərində bu təzyiq atmosfer təzyiqindən qat-qat boyük ola bilər.

§ 6. Buxarlanma və kondensasiya.



Doymuş buxar. Klapeyron-Klauzius tənliyi
Mayenin səthindən molekulların çıxması buxarlanma, buxarın mayeyə çevrilməsi isə kondensasiya adlanır. İstilik hərəkətinin enerjisi böyük olan molekul mayenin səthinə çıxır və onun səthini tərk edir. Bu zaman molekul maye daxilindəki başqa molekullarla qarşılıqlı təsir və səthi gərilmə qüvvələrinə qarşı iş görür. Bu iş çıxış işi adlanır. Ədədi qiymətcə bu işə bərabər kinetik enerjiyə malik olan molekul öz mayesi ilə əlaqəsini kəsir, xaricə çıxır və onun səthi yaxınlığında dayanır. Oradan uzaqlaşmaq üçün də molekul iş görməlidir. Deməli, molekulun mayeni tərk edərək onun səthindən uzaqlaşması üçün kinetik enerjisi çıxış işindən böyük olmalıdır. Buradan görünür ki, mayenin buxarlanması zamanı hər bir çıxan molekul mayenin daxili enerjisini ən azı çıxış işi qədər azaldır. Ona görə də buxarlanma zamanı maye soyuyur. Mayenin buxarlanma intensivliyi onun növündən, açıq səthinin sahəsindən, mayenin səthinə düşən təzyiqdən, maye səthindəki qaz (buxar) axınının sürətindən və mayenin temperaturundan asılıdır. Buxarlanma intensivliyini təyin edən şərtlər sabit qalarsa verilmiş müddətdə mayeni tərk edən molekulların sayı da sabit qalacaqdır. Temperaturu sabit saxlamaq üçün mayeyə kənardan istilik vermək lazımdır. Sabit temperaturda 1 kq mayeni buxara çevirmək üçün mayeyə verilən istilik miqdarına ədədi qiymətcə bərabər olan kəmiyyətə xüsusi buxarlanma istiliyi deyilir. Bu şəraitdə mayenin bütün kütləsini buxara çevirmək üçün lazım olan istilik miqdarı buxarlanma istiliyi adlanır. Mayedəki molekulların sayı N, onların çıxış işi AC olarsa, mayeni tamamilə buxarlandırmaq üçün ona ən azı NAC qədər istilik miqdarı vermək lazımdır. Buxarlanma istiliyini tapmaq üçün bu işə buxarın genişləndiyi zaman gördüyü işi də (PV) əlavə etmək lazımdır. Beləliklə, buxarlanma istiliyini aşağıdakı düsturla hesablamaq olar:

(9.11)

Burada P-buxarlanma yaranan təzyiq, -buxarın, -mayenin həcmidir.

Bu ifadədən buxarlanma istiliyinin mayenin səthindəki təzyiqdən asılılığı görünür.

Qeyd etdik ki, molekulun mayedən çıxış işi mayedaxili qarşılıqlı təsir və səthi gərilmə enerjilərinin cəminə bərabər olan kəmiyyətdir. Təcrübədən buxarlanma istilik miqdarını, doyma halına qədər buxarın təzyiqini, onun və mayenin həcmini taparaq mayelərin hal funksiyaları və qarşılıqlı təsirin xarakteri haqqında məlumat əldə etmək olar.

Buxarlanan mayenin səthi bağlı olarsa bir müddətdən sonra mayenin həcmi dəyişməyəcəkdir. Bu o demək deyildir ki, buxarlanma yoxdur. Buxarlanma davam edir, lakin mayedən çıxan molekulların sayı ona qayıdan molekullann sayına bərabər olur, yəni maye ilə buxar arasında dinamik tarazlıq yaranır. Öz mayesi ilə dinamik tarazlıqda olan buxar doymuş buxar adlanır. Molekullar mayedən çıxdıqda nə qədər enerji aparmışsa, mayeyə qayıtdıqda da həmin qədər enerji gətirir. Ona görə də dinamik tarazlıq halında mayenin temperaturu sabit qalır. Doymuş buxar öz mayesi ilə ikifazalı sistem yaradır. Doymuş buxarın təzyiqi bu ikifazalı sistemin temperaturundan asılı olur, ancaq həcmdən asılı deyildir. Temperatur artdıqda doymuş buxarın təzyiqinin kəskin artması (ideal qazlardan fərqli olaraq) konsentrasiyanın kəskin artması ilə izah olunur.

Doymuş buxarın təzyiqinin temperatur asılılığını riyazi göstərmək üçün (9.11) tənliyinin hər tərəfini Q-yə bölək. Onda alarıq



(9.12)

Doymuş buxar və mayedən ibarət ikifazalı sistemə Karno siklini tətbiq edək. Qəbul edək ki, qızdırıcının və soyuducunun temperaturları bir-birindən çox az fərqlənir. Onda təzyiqin də dəyişməsini çox az götürmək olar. Bu halda (9.12) düsturunda yazaraq, alarıq



(9.13)

Burada Q-buxarlanma istiliyi olub, mayenin kütləsi ilə mütənasibdir



Q=Lm (9.14)

L - xüsusi buxarlanma istiliyi adlanır və ədədi qiymətcə sabit temperaturda 1 kq mayeni buxara çevirmək üçün lazım olan istilik miqdarına bərabərdir, (9.14) düsturunu (9.13)-də yerinə yazıb, (buxarın və mayenin xüsusi həcmləri) işarələməsini qəbul etsək (9.13) düsturu aşağıdakı şəkildə olar:

Bu düsturda olduğunu nəzərə alsaq



olar. Buradan



(9.15)

alınar. Bu ifadə Klapeyron-Klauzius tənliyi adlanır. Tənliyin sol tərəfi doymuş buxarın təzyiqinin temperaturdan asılılığının bucaq əmsalını göstərir. Bu əmsal ilk baxışda (9.15) düsturuna görə T ilə tərs mütənasibdir. Ancaq nəzərə almaq lazımdır ki, temperatur art­dıqca doymuş buxarın konsentra­siyası o qədər artır ki, onun xüsusi həcmi kəskin azalır və ona görə də kəsrin qiyməti temperatur yük­səl­dikcə artır. Görürük ki, Klapeyron-Klauzius düsturu doymuş buxarın təzyiqinin temperaturdan asılılığını araşdırmağa imkan verir. Göstər­mək olar ki, doymuş buxarın təzyiqi maye səthinin əyriliyindən də asılıdır. Bu onunla izah olunur ki, qabarıq və çökük səthlər altında olan maye molekullarının mayedən çıxış işləri müxtəlif olur. Qabarıq səthin təpəsində olan molekulun qarşılıqlı təsir dairəsində olan molekulların sayı az, çökük səthin aşağı nöqtəsində olan molekulun qarşılıqlı təsir dairəsində olan molekulların sayı çox olur (mərkəzləri bir-birindən r məsafədə olan iki r radiuslu çevrələrin ayırdıqları sahələr eyni deyildir. Qabarıq səthlərlə əhatə olunmuş sahə, yəni ortada qalan sahə kənarlarda qalan sahədən kiçikdir). Ona görə də qabarıq səth altında olan molekulun çıxış işi çökük səth altında olan molekulun çıxış işindən az olacaqdır. Odur ki, qabarıq səthdən buxarlanan molekulların sayı çox olacaq və buna uyğun doymuş buxarın təzyiqi də böyük olacaqdır. Beləliklə söyləmək olar ki, islatmayan mayenin doymuş buxarının təzyiqi böyük, isladan mayenin doymuş buxarının təzyiqi isə kiçik olur. İfrat doymuş buxarın alınması doymuş buxarın təzyiqinin səthinin əyriliyindən asılılığı ilə izah olunur.


§ 7. Qaynama. Qaynama temperaturunun təzyiqdən asılılığı
Mayenin səthində və daxilindəki qabarcıqlarda intensiv buxarlanma qaynama adlanır. Bu zaman qabarcıqların daxilindəki doymuş buxarın təzyiqi mayenin səthinə düşən təzyiqə bərabər və ondan böyük olur. Maye daxilində həmişə həll olmuş qaz (məsəlan, hava) olur. Həll olmuş qaz maye daxilində kiçik qabarcıqlardan ibarətdir. Mayeni qızdırdıqda qabarcıqların səthindən onların daxilinə maye buxarlanır, qabarcığın daxilində maye molekullarının konsentrasiyası artır, yəni təzyiqi yüksəlir və uyğun olaraq həcmi genişlənir. Qabarcığa təsir edən Arximed qüvvəsi artır və qabarcıq mayenin səthinə qalxır. Qabarcığın daxilindəki doymuş buxarın təzyiqi mayenin səthinə düşən təzyiqdən böyük olduqda qabarcıqlar mayenin səthində partlayırlar. Onların daxilindəki buxar çölə çıxır və beləliklə, mayenin həm səthində, həm də daxilində intensiv buxarlanma yaranır, yəni maye qaynayır. Maye qabarcığı səthə doğru hərəkət etdikcə maye sütununun qabarcığa göstərdiyi hidrostatik təzyiq azalır, ona görə də qabarcığm həcmi daha da genişlənir, onun daxili səthindən buxarlanma intensivliyi daha da artır.

Mayenin səthindən h dərinlikdə olan qabarcığın daxili təzyiqi üç təzyiqin - mayenin səthindəki , maye səthinin hidrostatik təzyiqinin və sfera formasında olan səthinin yaratdığı təzyiqin cəmindən ibarət olur:



(9-11)

Burada olub, r radiuslu sferik qabarcığın səthi gərilmə hesabına yaratdığı təzyiqdir. Bu təzyiq qabarcığın radiusu artdıqca azalır və mayenin səthinə çıxan qabarcıqlar üçün kiçik olur. Su üçün bu təzyiqləri müqayisə edək. Suyun sıxlığı 103 kq/m3, səthi gərilmə əmsalı 7,310-2 N/m,sərbəst düşmə təcili 10m/san2 -dır. Tutaq ki, açıq qabda su adi şəraitdədir. Onun səthinə hava atmosferi təzyiq göstərir, yəni Po=1atm=105Pa -dır. Fərz edək ki, qabarcıq suyun səthindən 0,1 m dərinlikdədir. Ona təsir edən hidrostatik təzyiq olur. Qabarcığın radiusu 1mm=10-3m olarsa, olar. Bu misal göstərir ki, qabarcığın radiusu böyük olduqca onun səthinin yaratdığı əlavə təzyiqi nəzarə almamaq olar. Əgər qabarcığın radiusu olarsa , yəni əyri səthin yaratdığı təzyiq atmosfer təzyiqindən təqribən 1,5 dəfə böyük olur.

Qabarcığın daxili təzyiqi göstərilən təzyiqlərin cəmindən kiçik olarsa o, sıxılaraq partlayır və içindəki qaz (buxar) mayeyə çevrilir. Ona görə də kiçik radiuslu qabarcıqlar olan mayedə əlavə təzyiq praktik olaraq olmur və qaynama aşağı temperaturlarda baş verir. Qabarcıqları olmayan və ya qabarcıqlarının radiusu çox kiçik olan mayelərin qaynaması üçün onların temperaturu daha yüksək olmalıdır. Belə mayenin temperaturu qaynama temperaturundan yüksək olmasına baxmayaraq qaynama hələ baş vermir. Belə maye ifrat qızmış maye adlanır. Mayenin ifrat qızmış halında onun daxilinə buxar əmələ gəlmə mərkəzi (məsələn, toz) düşərsə, maye həmin anda yüksək intensivliklə qaynamağa başlayır. Bu səbəbdən qaynamış suyu yenidən qaynatdıqda qaynama daha yüksək temperaturda yaranır.

Yuxarıdakı misal göstərdi ki, hidrostatik təzyiq də çox dərin olmayan qablarda atmosfer təzyiqindən (baxdığımız misalda 100 dəfə) kiçik olur. Odur ki, bu təzyiqi də nəzərə almamaq olar. Beləliklə, qaynama şərti olaraq qəbul olunur, yəni qabarcığın daxili təzyiqi mayenin açıq səthinə düşən təzyiqdən böyük və bərabər olduqda qaynama başlayır. Bu təzyiqlərin bərabərliyinə uyğun temperatur qaynama temperaturu adlanır. Buradan görünür ki, qaynama temperaturu xarici təzyiqdən asılıdır: xarici təzyiq çox olduqda qaynama temperaturu yüksək, kiçik olduqda - aşağı olur. Yer səthindən yuxarı qalxdıqca (7.21) barometrik düsturuna görə təzyiq azalır. Ona görə də atmosferin yuxarı qatlarında qaynama temperaturu aşağı düşür.



BƏRK CİSİMLƏR

§ 1. Kristallar və onların quruluşu


Bərk hal maddənin aqreqat hallarından biridir. Bərk halda olan maddənin özünə məxsus ölçüsü və forması olur. Bərk halda olan maddələr iki fazada ola bilər: amorf fazada və kristallik fazada. Amorf fazada olan bərk cismə parlaq misal şüşədir. Onun quruluşu amorf mayelərin quruluşu kimidir, yəni onlar yaxın düzülüşə malikdirlər. Onların xassələri bütün istiqamətlərdə eynidir. Xassələri bütün istiqamatlərdə eyni olan sistemlər izotrop sistemlər adlanır Kristal fazada olan bərk cisimlər kristal bərk cisimlər (maye kristallar da mövcuddur) adlanır. Kristal bərk cisimlərin quruluşu qaz və mayelərin quruluşundan kəskin fərqlənir.

Periodik quruluşa malik olan cisim kristal adlanır. Kristallarda bu quruluş atomlardan, molekullardan və ionlardan təşkil olunur. Bu zərrəciklərin düzülüşü kristalın bütün həcmində təkrar olunur. Ona görə də bu düzülüş uzaq düzülüş adlanır. Kristalın təkrar olunan ən kiçik həcminə elementar kristal özəyi deyilir. Bütün istiqamətlərdə düzülmüş elementar kristal özəkləri kristal qəfəs təşkil edirlər. Bütün həcmində eyni kristallik qəfəsə malik olan kristal monokristal adlanır. Bir-birinə nəzərən xaotik yerləşmiş kiçik ölçülü kristallitlərdən təşkil olunmuş kristala polikristal deyilir. Metallar belə kristallardır.

Monokristalların xassələri istiqamətdən asılıdır. Ona göra də monokristallar anizotrop cisimlərdir. Xüsusi hazırlanmış bəzi polikristallarda da anizotropluq müşahidə olunur. Ümumiyyətlə isə polikristallar izotropdurlar.

Kristal qəfəsin təpələrində yerləşən zərrəciklərin və onların qarşılıqlı təsirinin xarakterindən asılı olaraq atomar, molekulyar və ion kristallar mövcuddur. Kristal qəfəsin təpəsində neytral atom yerləşən kristal atomar kristal və ya homeopolyar kristal adlanır. Almaz belə kristaldır. Bu kristallar yüksək möhkəmliyə malikdirlər. Qəfəsinin təpələrində neytral molekullar yerləşən kristallar molekulyar kristallar adlanırlar. Parafin, yod, quru buz belə kris­tal­lardır. Kristal qəfəsinin təpə­lərində ionlar yerləşən kristallar ion və ya heteropolyar kristallar adlanırlar. Əksər duzlar belə kristallara aiddir. Onlardan biri də daş duzdur. Daş duzun ele­mentar kristal özəyi kub şəklin­dədir. Kubun təpələrində bir-birilə növbələşən 4 müsbət nat­rium və 4 mənfi xlor ionları yer­ləşir. Şəkildə daş duzun (xö­rək duzunun) elementar kubik özəyində ionlarının yer­ləş­məsi göstərilmişdir. Qonşu ionlar arasındakı məsafə kristal qəfəsin sabiti adlanır və d ilə işarə olunur. Xörək duzunun sıxlığını və molyar kütləsini bilərək kristal sabitini tapmaq olar. Tutaq ki, xörək duzunun molyar kütləsi M-dir. Bu molyar kütlə -un molyar kütlələrinin cəmidir. Hər bir ion 8 kubla ortaqdır. Deməli, bir ionun bir kubuna düşən payı onun kütləsinin 1/8-nə bərabərdir. Buradan belə nəlicəyə gəlirik ki, bir kuba düşən molyar kütlə M/8 olacaqdır. Hər kubda 4 NaCl molekulu olduğunu nəzərə alsaq kubun molyar kütləsini alarıq. Deməli, kubik qəfəsin molyar kütləsi molekulun molyar kütləsinin yarısına bərabər olur. Bir molda olan kubların sayı Avoqadro ədədi qədərdir. Onda bir kubun kütləsi



sıxlığı isə

olar. Buradan kubik kristalın qəfəs sabitinin hesablanması üçün aşağıdakı düstur alınır:



(10.1)

Xörək duzu üçün olduğundan alınır. Atomların ölçüsü də bu tərtibdədir. Deməli, kristal qəfəsdə ionlar arasındakı məsafə onların öz ölçüləri tərtibində olur.

Metalların da bəziləri (məs: mis, dəmir) ion kristallardır. Lakin onlarda kristal qəfəsdə müsbət ionlar yerləşir. Bu ionların onlardan ayrılmış elektronları qəfəsin daxilində xaotik istilik hərəkəti edirlər. Bir valentli metallarda sərbəst elektronların sayı qəfəsdəki ionların sayına bərabər olur. Ona görə də metallar yüksək istilik və elektrik keçiriciliyinə malik olurlar.

Yarımkeçiricilər də bərk cisimlərə aiddir. Onlar xüsusi qrup təşkil edirlər. Lakin bir çox mexaniki xassələrinə və qəfəs quruluşlarına görə yarımkeçiricilər atomar kristallara yaxındırlar.

Kristalların quruluşunu öyrənmək üçün elektron, ion dəstəsinin elektrik və maqnit sahələrində fokuslanmasına (elektron mikroskopu və ion proyektoru) və qısa uzunluqlu dalğaların difraksiyasına əsaslanan (elektronoqrafiya, rentgenoqrafiya və neytronoqrafiya) üsullarından istifadə edilir.
§ 2. Bərk cisimlərin istidən genişlənməsi
Bütün bərk cisimlər qızdıqda və soyuduqda ölçülərini dəyişirlər. Cisimlərin qızması zamanı onların ölçülərinin artması istidən genişlənmə adlanır. Bərk cismi təşkil edən zərrəciklər öz tarazlıqları ətrafında rəqs edirlər. Temperatur yüksəldikdə istilik hərəkətinin enerjisi və buna uyğun olaraq rəqslərin amplitudu artır. Buradan belə çıxır ki, istilik rəqsləri harmonik deyildir, çünki harmonik rəqslərdə tarazlıq nöqtəsinin vəziyyəti dəyişmir (V Fəsil, §1). Harmonik rəqslərdə enerjinin yerdəyişmədən asılılığı simmetrik parabola verir. Bu o deməkdir ki, rəqs edən nöqtəyə təsir edən itələmə və cəzbetmə qüvvələrinin məsafədən asılılıq qanunları eynidir. Molekulyar-kinetik nəzəriyyə göstərir ki, bu qüvvələrin məsafədən asılılıqları müxtəlifdir. Ona görə də enerjinin minimum qiymətinə uyğun nöqtəyə nəzərən şəkil 53-də göstərilmiş əyri simmetrik deyildir. Deməli qeyri-simmetrik potensial enerjiyə uyğun rəqslər də anharmonik olacaqdır. Enerjinin müxtəlif qiymətlərinə uyğun yerdəyişmənin orta qiymətini Bolsman paylanmasından istifadə edərək hesablamaq olar. Hesablama göstərir ki, yerdəyişmə mütləq temperaturla düz mütənasibdir:

(10.2)

Burada a-sabit ədəd olub bərk cismin potensial enerjisindən, yəni bərk cismin növündən asılıdır. Bu düstur T-nin mütləq sıfra yaxın qiymətlərində ödənmir. Temperaturun qalan qiymətlərində (10.2) düsturu təcrübələrdən alınan nəticələrlə təsdiq olunur.

Tutaq ki, t=0 temperaturunda çubuğun uzunluğu qədər qızdıqdan sonra isə l olmuşdur. Təcrübə göstərir ki, çubuğun vahid uzunluğunun genişlənməsi (uzanması) temperatur ilə mütənasibdir, yəni

(10.3)

Burada - xətti genişlənmənin termik əmsalı adlanır.

(10.2) və (10.3) düsturlarının müqayisəsindən görünür ki, Bolsman paylanmasından nəzəri olaraq alınmış düstur təcrübi düsturla eynidir, sadəcə olaraq və temperaturun mütləq qiyməti əvəzinə onun dəyişməsini qəbul etmək lazımdır. Onda (10.3) düsturundan

(10.4)

alınar. İzotrop (amorf) bərk cisimlərin istidən xətti genişlənməsi zamanı xətti genişlənmə əmsalı istiqamətdən asılı olmur. Bərk cisim bütün istiqamətlərdə genişləndiyi üçün onun həcmi də genişlənəcəkdir. Həcmi genişlənmə də (10.4) düsturuna analoji düsturla hesablanır:



(10.5)

Burada -həcmi genişlənmənin termik əmsalı adlanır. İzotrop bərk cisimlər üçün təqribi olaraq

=3 (10.6)

yazmaq olar. Burada  kiçik olduğu üçün 2 və 3 olan hədlər nəzərə alınmamışdır.

Kristal anizotrop maddə olduğu üçün onun istidən genişlənməsi müxtəlif istiqamətdə müxtəlif olur. Xətti genişlənmə əmsalı kristalın istiqamətindən asılıdır. Ona görə də kristallar istidən genişlənərkən onlar öz formalarını saxlamırlar. Kub şəkilli kristal istidən genişləndikdən sonra artıq kub şəkilli olmur, onun forması təhrif olunur.

§ 3. Bərk cisimlərin istilikkeçirməsi və istilik tutumu


İstilikkeçirmə mühitin bir nöqtəsindən digər nöqtəsinə enerjinin daşınmasıdır. Bütün qazlar üçün enerjinin daşınması mexanizmi eynidir. Lakin təcrübələr göstərir ki, kristallarda istilikkeçirmə onların hansı kristal növünə aid olmasından asılıdır. Atomar kristalların, yəni metalların istilikkeçirməsi ion və molekulyar kristalların istilikkeçirməsindən keyfiyyətcə fərqlənir. Ümumiyyətlə, enerji hərəkət edən zərrəciklərlə ötürülür. Metallarda həm kristal qəfəsdə yerləşən zərrəciklər, lıəm də kristal qəfəsin daxilində olan sərbəst elektronlar istilikkeçirmədə iştirak edirlər. Müəyyən edilmişdir ki, kristal qəfəsin hesabına yaranan istilikkeçirmə çox azdır. Metallarda istilikkeçirmə başlıca olaraq elektron qazının hesabınadır. Elektron qazını biratomlu qaz kimi qəbul etsək, onda metallarda istilikkeçirmə qazlardakı kimi Fürye qanunu ilə ifadə oluna bilər ((7.29) düsturu). İstilikkeçirmənin (7.30) düsturuna daxil olan hasilini enerjinin sərbəstlik dərəcəsinə görə bərabər paylanması şərtini və (6.3), (6.7), (6.10), (6.12) düsturlarını nəzərə almaqla

kimi yazmaq olar. Onda metallar üçün istilikkeçirmə əmsalı (7.30) ifadəsinə görə aşağıdakı kimi olar:



Burada Bolsman sabiti, elektron qazının konsentrasiyası, elektronların istilik hərəkətinin orta sürəti, - isə onların sərbəst yolunun orta uzunluğudur.

Kristal dielektriklərin istilikkeçirməsi çox kiçikdir. Onlarda istilikkeçirmə kristal qəfəsin rəqsi hesabınadır. Əvvəlki paraqrafda gösturdik ki, bu rəqslər harmonik deyildir. Ona görə də bu rəqslərin kristal dielektriklərdə yaratdığı dalğalar elastik dalğalar alma­ya­caq­dır. Mühitin bir hissəsində anharmonik rəqslərin yaratdığı dalğalar digər hissədə yaranan dalğalardan səpiləcək və enerjinin ötürülməsi istiqaməti daim dəyişəcəkdir. Bu səbəbdən istilikkeçirmə zəif olacaqdır.

Əvvəlki paraqrafda qeyd edildi ki, bərk cisimlərin istidən genişlənməsi çox kiçik olur. Ona görə də bərk cismi bir istilik tutumu ilə xarakterizə etmək olar və onu daxili enerjinin dəyişməsindən tapmaq mümkündür. Daxili enerji VI Fəsil §1-də verilən tərifə görə zərrəciklərin kinetik və potensial enerjilərinin cəmindən ibarətdir. Bərk cisimlərdə zərrəciklər tarazlıq vəziyyətləri ətrafında rəqs edirlər. Onların rəqs amplitudlarını kiçik qəbul etsək həmin rəqsləri harmonik rəqs kimi hesab etmək olar. Harmonik rəqslərdə kinetik və potensial enerjilərin maksimum qiymətləri bir-birinə bərabər olurlar. Enerjinin sərbəstlik dərəcələrinə görə bərabər paylandığını qəbul etsək, onda bərk cismin bir molunun daxili enerjisi



(10.7)

və (6.10) düsturuna görə



(10.8)

alınar. Bu bərabərliyi P.Dyülonq və A.Pti təcrübi olaraq müəyyən etmişlər. Onların müəyyən etdiyi qanuna görə kimyəvi bəsit kristal bərk cisimlərin molyar istilik tutumu təqribən 3R -ə bərabərdir. Bərk cisimlərin molyar istilik tutumunu iladə edən (10.8) düsturundan görünür ki, bu kəmiyyət kristalın quruluşundan, onun xassələrindən, temperaturdan asılı olmayıb, bütün kristallar üçün sabit kəmiyyətdir. Lakin təcrübələr göstərdi ki, bu fikir doğru deyildir. İstilik tutumu, xüsusən aşağı temperaturlarda T-dən kəskin asılıdır. Göstərilmişdir ki, bu uyğunsuzluq enerjinin bütün temperaturlarda sərbəstlik dərəcəsinə görə bərabər paylanmasının qəbul edilməsindədir. Harmonik ossilliyatorun orta kinetik enerjisi üçün M.Plankın verdiyi düstur və elektron qazının Fermi-Dirak statistikasına tabe olması göstərilən uyğunsuzluğu aradan qaldırmışdır.


§ 4. Ərimə. Hal diaqramı. Üçlük nöqtəsi.
Cismin bərk haldan maye halına keçməsi ərimə, maye haldan bərk hala keçməsi isə kristallaşma adlanır.
Ərimə zamanı istilik udulur kristallaşmada isə həmin qədər istilik ayrılır. Ərimə və kristallaşma I növ faza keçididir, çünki bu prosesdə sıxlıq, daxili enerji, entropiya sıçrayışla dəyişir, temperatur isə sabit qalır. Sabit temperaturda bərk cismi mayeyə çevirmək üçün lazım olan istilik miqdarı ərimə istiliyi, vahid kütlə üçün isə xüsusi ərimə istiliyi adlanır. Ərimə baş verən temperatur ərimə temperaturu adlanır. Cismi əritmək üçün əvvəlcə onu ərimə temperaturuna qədər qız­dır­maq lazımdır. Bu tempe­ratur əldə oluduqdan sonra cismə ve­ri­lən istilik miqdarı onun əri­mə­sinə xərclənir, bərk cisim tama­mi­lə mayeyə çevrildikdən sonra onun temperaturu artmağa baş­layır. Bu prosesdə tempe­ratu­run verilən istilik miqdarından asılı­lığı şəkildə göstərilmişdir: OA düz xətti cismin qızmasını, AB - əriməsini, BC -mayenin qızmasını ifadə edir. Qrafikdən görünür ki, ərimə istiliyi fərqinə bərabərdir. OA hissəsi birfazalı (bərk), AB hissəsi ikifazalı (bərk və maye), BC hissəsi isə yenə birfazalı (maye) halı ifadə edir. Kristalın temperaturu ərimə temperaturuna çatdıqda qəfəsin anharmonik rəqslərinin amplitudu elə qiymət alır ki, qəfəs dağılır, uzaq quruluş pozulur, yaxın quruluşa keçir, yəni kristal mayeyə çevrilir.

Qrafikin izotermik hissəsi gös­tərir ki, verilən istilik miqdarı ta­mamilə kristal quruluşun dağıl­ma­sı­na sərf olunur. Bu izoterma bərk və ma­ye hallarının birgə ter­modinamik ta­razlığını ifadə edir. İkifazalı sis­te­min bu tarazlığı maye və kristalın xü­susi həcmlərinin ixtiyari də­yiş­mə­sin­də saxlanılır. Ərimə xəttinin hər bir nöqtəsi P-V (şəkil ) diaq­ra­mın­da bir izobarla ifadə olunacaq­dır.

Ərimə temperaturu təzyiqdən asılıdır. Təzyiqin dP qədər dəyişməsi ərimə temperaturunun dTƏ dəyişməsinə gətirir. Bu dəyişmənin bucaq əmsalını bütün I növ faza keçidləri üçün doğru olan Klapeyron-Klauzius tənliyi ilə göstərmək olar. Burada, sadəcə olaraq xüsusi ərimə istiliyi , ərimə temperaturu, bərk cisim və mayenin xüsusi həcmlərini götürmək lazımdır. Onda (9.15) tənliyi aşağıdakı kimi yazılar:

(10.9)

Bu düstur kristal-maye ikifazalı sistem üçün Klapeyron-Klauzius tənliyidir. Buradan görünür ki, olarsa ərimə temperaturu təzyiq artdıqca yüksəlir. Ancaq elə kristallar vardır ki, təzyiq artdıqda ərimə temperaturu aşağı düşür. Buz, parafin belə kristallardandır.

Elə maddələr vardır ki, onlar bərk haldan birbaşa buxar (qaz) halına keçir. Bu zaman da kristal-buxar keçidi I növ faza keçidi olur. Kristal-buxar ikifazalı sistemi üçün də termodinamik tarazlıq ödənir. Odur ki, bu sistemə də (9.15) və (10.9) tənliklərinə analoji Klapeyron-Klauzius tənliyini tətbiq etmək olar:

(10.10)

Maye-buxar, kristal-maye və kristal-buxar I növ faza keçidlərini ifadə edən (9.15), (10.9) və (10.10) tənlikləri bir-birindən P(T) asılılığının bucaq əmsalları ilə fərqlənirlər. Eyni kimyəvi tərkibə malik olan maddə üçün bu keçidlər P-T diaqramında (şəkil ) göstərilən əyrilərlə ifadə olunacaqlar. Qrafikdə B nöqtəsi böhran nöqtəsinə uyğundur, BM xətti ilə buxar-maye, CM xətti ilə bərk cısim- maye, AM xətti ilə bərk cisim-buxar ikifazalı sistemlərin tarazlıq halları göstərilmişdir. Qrafikdən görünür ki, M nöqtəsində maddənin bütün halları -bərk, maye, qaz halları eyni zamanda mövcud və tarazlıqdadırlar. Ona görə də M nöqtəsi üçlük nöqtəsi adlanır.



Üçlük nöqtəsi üç fazanın eyni zamanda mövcud olmasının şərtlərini təyin edir.


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2016
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə