1–rasm. Broun harakatining manzarasi. Qora doirachalar bilan broun
zarrachasining har 30 sekunddan so’ng tutgan o’rinlari belgilangan.
Broun harakatining yuzaga chiqishiga sabab shuki, suyuqlikda muvozanat holatda
suzib yurgan mikroskopik tomchi yoki qattiq zarrachani uning atrofidagi suyuqlik
molekulalari vaqtning har bir momentida ko’plashib turtib turadi. Zarrachalar ana shu
turtkilarning teng ta’sir etuvchisi bo’ylab sakraydi. Muvozanatda suzib yurgan
zarracha qancha yirik bo’lsa, u holda qarama-qarshi yo’nalishdagi turtkilarning
tahminan muvozanatlashish ehtimoli kattaroq bo’ladi. Shuning uchun ham bunday
zarracha sustroq harakat qiladi.
Broun harakati, diametri broun zarrachalarining diametridan minglab marta kichik
va tezliklari esa mos ravishda kattaroq bo’lgan molekulalarning issiqlik harakati
manzarasini go’yo bizga qo’pol tarzda tasvirlab beradi.
Gazlarda molekulyar-issiqlik harakatning xaotikligi barcha molekulalarning tezligi
ham kattalik, ham yo’nalish jihatdan bir hil emasligida namoyon bo’ladi. Qo’zg’almas
(oqmayotgan) gaz molekulalarining harakatida birorta ham ustunlik qiladigan
yo’nalish yo’q-barcha yo’nalishlar teng kuchlidir.
Gazlarda molekulalarning ilgarilanma harakat tezligining kattaligi haqida tasavvur
qilish uchun gazlarda tovushning tarqalish tezligini va artelleriya snaryadlari hamda
miltiq o’qlarining boshlang’ich tezliklarini esga olish mumkin. Gaz molekulalari
deyarli bir-biri bilan bog’lanmaganligi sababli gazda tovushning tarqalishi bevosita
molekulalarning harakatiga bog’liq bo’lib qoladi. Demak, molekulalarning harakat
tezligi tahminan tovushning gazlarda tarqalish tezligiga teng bo’lishi, ya’ni sekundiga
bir necha yuz metrni tashkil qilishi kerak. Snaryad to’pdan yoki o’q miltiqdan
poroxning portlashi natijasida hosil bo’lgan gaz molekulalarining bosimi ostida otilib
chiqadi; snaryad yoki o’q o’z tezligini gaz molekulalaridan oladi.
Har qanday jism ham unda molekulyar-issiqlik harakati mavjudligi tufayli
molekulyar-kinetik energiya zahirasiga egadir. Gazlarda bu energiya molekulalarning
ilgarilanma hamda xususiy aylanma harakatlari energiyasidan iborat bo’ladi. Qattiq
jismlarda zarrachalar (atomlar, ionlar va molekulalar) ma’lum muvozanat holatlariga
nisbatan (ya’ni “kristall panjara tugunlariga” nisbatan) tebranma harakat qilib turadi.
O’ta siqilgan gazlarda, suyuqliklarda va qattiq jismlarda zarrachalarning issiqlik
jarayonlari davomida yuzaga keladigan harakati energiyasi bilan bir qatorda,
molekulalarning o’zaro ta’sirlashuv potensial energiyasi ham katta rol o’ynaydi.
Kimyoviy jarayonlarda molekula ichida atomlar yoki ionlarning o’zaro ta’sirlashuv
natijasida vujudga keluvchi energiya namoyon bo’ladi; atom va yadro jarayonlarida
esa atomlar hamda yadrolar ichida sodir bo’ladigan harakatlar energiyasi va atomlarni
tashkil etuvchi zarralarning o’zaro ta’sirlashuv energiyasi namoyon bo’ladi. Nihoyat,
atomlarning nurlanish xossasi tufayli jism ichidagi fazo elektromagnit nurlanish bilan
to’lgan bo’ladi. Bunday nurlanish miqdoran juda kam bo’lsada, jism ichida uning
alohida qismlari orasida “issiqlik muvozanati” qaror topishida muhim rol o’ynaydi.
Jismdagi zarrachalar (molekulalar, atomlar, shuningdek atomni tashkil etuvchi
qismlari-elektronlar, atom yadrolari) kinetik va potensial energiyalarning jami
nurlanish energiyasi bilan birgalikda shu jismning ichki energiyasini tashkil etadi.
Gazdagi molekulalar harakatini tahminan xarakterlash uchun
0
0
C va normal
atmosfera bosimi sharoitidagi havoga tegishli bir qator ma’lumotlar keltiramiz:
havoning (shuningdek, ixtiyoriy boshqa bir gazning) har bir kub santimetr hajmida
yuqorida aytilgan “normal” sharoitda N=2,7*10
19
ta molekula bor. Agar shu
molekulalarni 1 sm
3
hajmda bir tekis joylashtirib chiqilsa, ularning har biriga qirrasi
3*10
-7
sm dan kattaroq bo’lgan kub to’g’ri kelgan bo’lar edi. Normal sharoitda havo
molekulalarining o’rtacha ilgarilanma harakat tezligi v
il=
450 m/s. Molekulaning
diametri santimetrning yuz milliondan ikki-uch ulushi (3*10
-8
sm) atrofida bo’ladi.
Normal sharoitda har bir havo molekulasi bir sekund davomida boshqa molekulalar
bilan tahminan 7,5 mlrd. marta to’qnashadi; shu sababli uning erkin yugurish yo’li,
ya’ni molekulaning ikki to’qnashuv orasida o’tgan o’rtacha yo’li, juda kaltadir. U,
chamasi, quyidagi nisbatga teng bo’ladi:
6
9
10
*
6
10
*
5
,
7
450
sm=
mikron
16
1
Gazlarda diffuziya (bir-biriga aralashuv) tezligining gaz molekulalarining
ilgarilanma harakat tezligiga nisbatan juda kichikligiga erkin yugurish yo’lining juda
qisqaligi yoki, to’qnashuv chastotasining kattaligi sababchidir.
|