Reja: Gaz qonunlari

4-rasm

[2]507-510

TEMPERATURANING ABSOLYUT NOLI. Selsiy shkalasidagi gaz bosimining temperaturaga bog‘liqligi quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi:
Р = Р₀(1+ γ t).
bu yerda P₀ — gazning t = 0° C = 273 К temperaturadagi bosimi.
Bu bog‘liqlikning grafik ko‘rinishi 9-rasmda keltirilgan.
Agar izoxorani davom ettirsak, u temperatura o‘qi bilan t=-273°C nuqtada kesishadi va gaz bosimi bu nuqtada nolga teng bo‘ladi.
P=0, 0=P₀(1+ γ t).
Lekin Po≠0 emas. Demak, 1+ γ t =0.
Bundan t=-1/ γ = — 273, 15°C ≈ -273° C ekanligi kelib chiqadi.
t=-273° C termodinamik shkalaning, yoki Kelvin shkalasining hisob boshi (noli) deb qabul qilingan. Bu shkala bilan hisoblanadigan temperatura termodinamik deyiladi. Bu shkalaning noli nol Kelvin deyiladi: 0K=273° C.
Amalda 0 K ga erishib bo‘lmaydi, bu temperaturaga juda yaqin erishish mumkin. Hozirgi vaqtda 10^-7 K ga teng temperaturaga erishilgan.
Hamma gaz qonunlari bu eksperimental qonunlardir. Bu yerda ilmiy bilimlar manbai kuzatish va eksperimental amaliyotdir. Hamma gaz qonunlari ma’lum sharoitlarda bajariladi, ya’ni ular qo‘llanishning ma’lum chegaralariga ega.
Ixtiyoriy izojarayon diagrammada chiziq bilan belgilanadi. Bir xil izochiziqlar hech kesishmaydilar.

SISTEMA KENGAYISHIDA BAJARILGAN ISH VA UNIVERSAL GAZ DOIMIYSINING FIZIK MA’NOSI

10-rasm 11-rasm
10-rasmda devorlar va vaznsiz qo‘zg‘aluvchan AA porshenga ega bo‘lgan silindr va uning ichidagi sistema tasvirlangan.
Tashqi jismlar porshenga P bosim bilan ta’sir qilsin, bu rasmda ko‘rsatilmagan. Bunda, albatta, sistema ham porshenga xuddi shunday bosim bilan ta’sir ko‘rsatadi. Endi sistema kengayishi ro‘y berib, buning natijasida porshen kichik Δh masofaga ko‘tarilsinki, bunda bosim o‘zgarmas bo‘lib qolsin. (Kengayish isitish hisobiga ham, porshen ustidagi yukning o‘zgarishi hisobiga ham o‘zgarishi mumkin). Bunda sistema tashqi jismlar qarshiligini yengishda ish bajaradi:
ΔA =f Δh,
bunda f=F^.R — porshenga ta’sir etayotgan sistema kuchi (F-porshen yuzasi). U holda:
ΔA =pFΔh
Lekin FΔh kattalik ΔV hajmga teng. Kengayishda bajarilgan elementar ishni quyidagicha yozamiz:
ΔA =pΔV (1)
Yoki cheksiz kichik kattaliklarga o‘tib,
dA =pdV (2)
ko‘rinishda yozishimiz mumkin.
Umumiy holda hajmning V₁ dan V₂ gacha muvozanatli o‘zgarishida ish quyidagi integral orqali aniqlanadi:
(3)
rqsonst bo‘lganda A=r(V₂—V₁) bo‘ladi.
11-rasmda P,V koordinatalar sistemasida jismning 1 (r₁, V₁) holatdan 2 (r₂, V₂) holatga muvozanatli o‘tishi keltirilgan. Unda elementar ish
ΔA =pΔV
ga taaluqli yuza shtrixlab ko‘rsatilgan. Ko‘rinib turibdiki, kengayishda bajarilgan ish (3) grafik tarzda P,V diagrammadagi shakl yuzasi kabi tasvirlanadi. Bu 1 2 3 4 bilan chegaralangan yuzaga tengdir.
Ko‘p amaliy masalalarni yechishda gazlarning molekulyar soni birday bo‘lgan porsiyalari olinadi. Shuning uchun turli hisoblashlarda mol tushunchasidan foydalaniladi. Grammlar hisobida olinganG` massasi nisbiy molekulyar massasiga (m_nis) teng bo‘lgan modda miqdori mol deyiladi.
Bu tarifdan ko‘rinadnki, ixtiyoriy moddaning bir mol massasi (molyar massa)

bo‘ladi.
XBS da mol asosiy birliklardan biridir. Ko‘pincha, moddaning kilomol tushunchasidan ham foydalaniladi: 1kmolq1000 mol.
1811 yilda italiya kimyogari A. Avogadro shunday tasavvurni aytgan: bir xil bosim va bir xil temperaturalarda olingan bir xil hajmli turli gazlar bir xil molekula soniga teng (Avogadro qonuni). Bu qonun kinetik nazariya natijasidir. Bir xil molekulalar soniga ega bo‘lgan modda miqdori kabi, Avogadro qonuniga muvofiq, turli gazlar moli bir xil sharoitda bir xil hajmga egadir. Bundan ixtiyoriy ideal gazning bir moli uchun yozilgan doimiy C kattalik barcha gazlar uchun universal ekanligi kelib chiqadi:
(РV/Т)=С (4)
bu yerda Sqconst. Uni universal gaz doimiysi deb ataymiz va R bilan belgilaymiz. Mos holda bir mol ideal gaz uchun holat tenglamasi quyidagi ko‘rinishda yoziladi:
PV=RT (5)
Agar gaz massasi m, uning molyar massasi µ bo‘lsa, ixtiyoriy gaz massasi uchun holat tenglamasi
(6)
ko‘rinishni oladi. Bu yerda mG` µ - gazdagi mollar soni. (6) tenglama fanga XIX asrning ikkinchi yarmida fransuz olimi B. Klapeyron va rus olimi D.N. Mendeleyev ishlari natijasida kirib keldi. Ideal gazlar Klapeyron - Mendeleyev tenglamasi orqali tasvirlash mumkin bo‘lgan gazlardir.
1 mol gaz uchun Klapeyron Mendeleyev tenglamasini yozamiz:
PV=RT
Doimiy bosimda bu tenglamani differensiallab:
PdV=RdT (7)
ga ega bo‘lamiz. Biroq (2) ga muvofiq PdVqdA ga teng. Shuning uchun
R=(dA/dT)<sub>p</sub> (8)
Shunday qilib, universal gaz doimiysi son qiymat jihatidan bir mol gazni bir gradus Kelvinga qizdirganda izobarik kengayishda bajarilgan ishga teng. Bu kattalik JG`(mol^.K) larda o‘lchanadi. R kattalikni normal sharoit uchun yozilgan (5) tenglama bo‘yicha hisoblash qulay:
R=p₀V₀/T₀ (9)
Normal sharoitda 1 mol gazning bosimi, temperaturasi va hajmi quyudagi qiymatlarga teng:
p = 101 325 Pа, T₀=273,15 К va V=0,022414 m³/mol.
R ning qiymati XBS va SGS sistemasida:
R=8,314 J/(mol^.К), R=8,314^.10⁷erg/(mol^.К) ga teng.
(1 kal=4,1868 J) ligidan,
R = 1,987≈2kal/(mol^. К) (10)
deb yoza olamiz.