O’zbеkiston Rеspublikasi Oliy va o`rta maxsus

MAVZU: Qаttiq jismlаrning хоssаlаri
REJA:
1.Qаttiq jismlаrning tuzilishi.
2.Аmоrf vа kristаll jismlаr.
3.Qаttiq jismlаrning mехаnik хоssаlаri.
4.Elаstiklik, plаstiklik, mo’rtlik vа cho’zilish diаgrаmmаsi.
5.Qаttiq jismlаrning issiqlikdаn kеngаyishi.
6.Qаttiq jismning erishi vа qоtishi.


YAKKA SAVOLLAR
1. Oqish deb nimaga aytiladi?
2. Oqim deb nimaga aytiladi?
3. UzIuksizlik tenglamasi qanday?
4. Uzluksizlik tenglamasining o'rinligiga uchta misol keltiring.
5. Statik bosim qanday bosim?
6. Dinamik bosim qanday bosim?


QATTIQ JISMLARNING XOSSALARI
Kundalik kuzatishlar shundan dalolat beradiki, bizni qurshab olgan suyuqliklarning juda ko'pchiligi ma'lum sharoitlarda qattiq holatga o'tadi. Suvning muzga aylanishi bunday o'tishga yaqqol misol bo'la oladi. Hozirgi vaqtda ma'lum bo'lgan ko'pgina moddalar eksperimental yo'l bilan qattiq holatga aylantirilgan. Masalan, suyuq kislorod temperaturasida (—183°C) biz kundalik hayotimizda duch keladigan deyarli hamma suyuqliklar qattiq holatga o'tadi.
Maxsus o'tkazilgan nazariy hisoblashlar yetarlicha past temperaturalarda va yuqori bosimlarda hamma moddalar qattiq holatga o'tishi kerakligini ko'rsatadi.
Qattiq jismlarning suyuqliklardan va gazlardan xarakterli farqi shundaki, qattiq jismlar o'z shaklini saqlaydi. Qattiq jismlarning bu xossasi ularning molekular tuzilishi bilan belgilanadi.
Suyuqlik va gazning holati kabi, qattiq jismning holati ham hajm, bosim va temperatura bilan aniqlanadi. Ideal gazlar uchun bu parametrlarning o'zaro bog'lanishi holat tenglamasi ko'rinishida aniqlangan edi. Molekulalarning o'zaro ta'sirini hisobga olish juda murakkab bo'lganligi uchun, real gazlar va suyuqliklar uchun aniq holat tenglamasi aniqlanmagan. Qattiq jism uchun bu undan ham murakkab masala bo'lib, qattiq jismning ham aniq holat tenglamasi hali olinmagan.
Biz qattiq jismning xossasini o'rganayotganimizda quyidagi yo'ldan boramiz. Eng avval qattiq jism tushunchasining o'zi nima ekanligini aniqlab olamiz, so'ngra qattiq jismlar xossalarini analiz qilish asosida va mikroskopik tadqiqotlar ma'lumotlari asosida ularning tuzilishini tasavvur qilishga, ya'ni qattiq jism modelini yaratishga urinib ko'ramiz. Yaratgan modelimizga tayanib, qattiq jismlarning asosiy mexanik va issiqlik xossalarini o'rganamiz. So'ngra qattiq jismning suyuq holatga o'tish jarayonini qarab chiqamiz va nihoyat, qattiq jismlarning ba'zi xossalari kuzatiladigan suyuqliklar bilan tanishib chiqamiz.
Kristall va amorf jismlar Amorf va kristall jismlar to'g'risida tushuncha
1-tajriba. Uzoq vaqt davomida kuzatish uchun tokchaga o'lchamlari bir xil bo'lgan ikkita sterjen qo'yamiz. Sterjenlarning bin mumdan ikkinchisi giposulfitdan tayyorlangan. Bir necha haftadan keyin biz shuni payqaymizki, mumdan tayyorlangan sterjen o'z shaklini o'zgartirgan bo'ladi, giposulfitdan tayyorlangan sterjenning shakli esa o'zgarmay qoladi.
2-tajriba. Biri kristall oltingugurtdan, ikkinchisi plastik oltingugurtdan tayyorlangan ikkita bir xil sterjenni issiqlikdan izolatsiyalangan tagliklam o'rnatilgan suvli shisha idishga joylashtiramiz. Idishni qizdirganimizda plastik oltingugurtdan tayyorlangan sterjen o'z shaklini o'zgartirganini, kristal oltingugurtdan tayyorlangan sterjenning shakli esa avvalgicha qolganini ko'ramiz.
O'tkazilgan kuzatishlar hamma qattiq jismlar ham o'z shaklini bir me'yorda saqlayvermasligidan dalolat beradi. O'z shaklini doim saqlaydigan qattiq jismlar (ular suyuq fazaga o'tmaguniga qadar) kristall jismlar, o'z shaklini asta-sekin o'zgartiradigan jismlar amorf jismlar deyiladi. Mum, plastik oltingugurtdan tashqari surg'uch, smola va shishalar ham amorf moddalardir.
Amorf jismlar oquvchanlikka ega. Agar voronkani mum bo'laklari bilan to'ldirsak, biroz vaqt o'tgach mum bo'laklari asta-sekin „eriy boshlaydi" (turli xil temperaturada turlicha). Mum voronka shaklini oladi va undan sterjen ko'rinishida „oqib chiqa boshlaydi". Hatto shishada ham oquvchanlik xossasi payqalgan. Juda eski imoratlarning derazalaridagi oynaning qalinligini o'lchash shuni ko'rsatadiki, bir necha asrlar davomida oyna yuqoridan pastgai „oqib ulgurgan", chunki uning pastki qismi yuqori qismiga qaraganda qalinroq bo'lib chiqdi.
Shuning uchun qat'iy aytish mumkinki, o'z shaklini saqlay­digan kristall jismlargina qattiq jism bo'la oladi. Amorf jismlar esa ba'zi xossalariga ko'ra suyuqliklarga ancha yaqin.
Kristall va amorf jismlarning tuzilishini o'rganish shuni ko’rsatdiki, amorf jismlarda molekulalarining joylashishida faqat yaqin tartib mavjud bo'lib, kristall jismlarda esa molekulalarning joylashishida uzoq tartib ham mavjud ekan. Tuzilishiga ko'ra, amorf jismlarni „haqiqiy" qattiq jismlar — kristallar deb bo'lmaydi, ularni qovushoqligi juda yuqori bo'lgan suyuqliklar deb atash mumkin.
Amorf jismlar o'z-o'zidan kristall holatga o'ta oladi. Masalan, plastik oltingugurt o'z-o'zidan kristallga aylanadi. Juda eski qal’alardagi oyna ko'pincha o'z tiniqligini yo'qotadi. Ularni teshirishlar bu oynalar ichida mayda kristallar paydo bo'lib, ularning chegarasida yorug'lik qaytishi ro'y berishini va buning natijasida oyna o'z tiniqligini yo'qotganligini ko'rsatadi.
Ba'zan amorf jismlarning o'z-o'zidan kristall holatga o'tishidan qattiq jismning kristall shakli amorf shakliga qaraganda ancha barqaror ekanligi kelib chiqadi. Shuning uchun amorf holatni metastabil holat (uncha barqaror bo'lmagan holat) deyiladi. Kristall panjara. Odatda, „kristall" tushunchasi bizning ongimizda geometrik jihatdan to'g'ri shaklga ega bo'lgan mineral bilan assotsiatsiyalanadi, bu to'g'ri shakl mazkur minerallarning katta va mayda bo'laklari uchun ham bir xil bo'ladi.
Kub shakliga ega bo'lgan katta toshtuz olamiz va uni bolg'a bilan urib mayda bo'laklarga bo'lamiz. Bu bo'laklarni o'rganib, ular o'z o'lchamlarining qanday bo'lishidan qat'iy nazar, kub shakliga (yoki yopishgan bir nechta kub shakliga) ega bo'lishini ko'ramiz.
Agar kristallni fikran bo'lishda davom etsak, u holda kristallning atomlardan (molekulalar yoki ionlardan) iborat elementar yacheykasiga kelamiz. Kristallarni hozirgi zamon o'rganish usullari zarralar (atomlar, molekulalar, ionlar) kristallning elementar yacheykasi ichida qanday joylashganligini bilishga imkon beradi.Toshtuz kristali elementar yacheyi ichida natriy va xlor ionlarining joylashish modellari keltiril bo'lib, ularni odatda kristali panjara deb ataladi.
Birinchi modelda atom (ion)ning o'lchamlari bilan ular orasidagi masofalar o'rtasidagi munosabat qo'pol ravishda buzilgan, ikkinchi modelda esa bu munosabatlar haqiqatga ancha yaqin. 1
Modda zarralarini kristali jismlar uchun xarakterli bo'lgan tartibli joylashishiga olib keluvchi sabab — ularning o'zaro ta'sirlashishidin
Kristali hosil bo'lishi o'z-o'zidan ro'y bergani uchun zarralar ularning o'zaro potensial energiyasi minimal bo'ladigan holda joylashadi, deb faraz qilish tabiiydir. Aks holda, zarralar sistemasi ortiqcha potensial energiyaga ega bo'ladi, buning oqibatida sistema turg'un bo'lmaydi.
Bizning bu farazimiz quyidagi ikki dalil bilan tasdiqlanadi:
a) qattiq jismlarning absolut ko'pchiligi kristali tuzilishga ega;
b) amorf jismlar o'z-o'zidan kristali holatga o'tadi.
Binobarin, kristali holat amorf holatga qaraganda energetic jihatdan foydaliroq.
Ravshanki, moddalar molekulalarining shakli turlicha bo'lgani uchun molekulalarning minimal potensial energiyasiga muvofiq kristallda o'zaro joylashishlari ham turlicha bo'ladi. Binobarin, kristallarning shakli ham turlicha bo'ladi. Rus olimi Ye.S.Fyodorov kristall ichida zarralar faqat 230 usulda joylashishini aniqlagan.