Reje: fizikalíq ximiyaníŃ rawajlaníw tariyxí

TEMA: XIMIYALÍQ TERMODINAMIKANÍŃ TÚSINIKLERI,NÍZAMLARÍ HÁM TURLI PROCESSLERDI KÓRSETIWGE QOLLANÍLÍW SHEGARALARÍ

REJE:
1.FIZIKALÍQ XIMIYANÍŃ RAWAJLANÍW TARIYXÍ
2.XIMIYALÍQ TERMODINAMIKANÍŃ TIYKARǴÍ TÚSINIKLERI
3.TERMODINAMIKANÍŃ TIYKARǴÍ NÍZAMLARÍ
4.GESS NÍZAMÍ HÁM ONNAN KELIP SHÍǴATÚǴÍN JUWMAQLAR

FIZIKALÍQ XIMIYANÍN RAWAJLANÍW TARIYXÍ
Fizikalıq - ximiyanıń pán sıpatınde payda bolıwı XVIII ásirdiń ortalarına tuwra keledi.Dúnyada birinshi ret fizikalıq-ximiya kursın M. V. Lomonosov ashadı (1752-1754 j). Óziniń fizikalıq-ximiyalıq izertlewleri tiykarında Lomonosov ximiyaǵa ózgeshe tariyp berdi. Ol zatlardıń qasiyetlerin tábiyaat daǵı barlıq ózgerisler materiya háreketi menen baylanıslı dep ańlatadı. Ol birinshi ret zatlar massasınıń saqlanıw nızamın táriypledi jáne bul nızam tábiyattıń ulıwma nızamı sıpatinda tán alındı.Lomonosov táliymatı onıń materialistik qarawları menen belgilenedi.
Ol óziniń jumıslarında atomistik kóz qarastan jandasıp jıllılıqtıń sintetik tábiyatqa iye ekenligi haqqında júwmaq shıǵardı. Bul júwmaq Lomonosovqa absolyut 0 temperatura bar ekenligin tastıyıqlawǵa múmkinshilik berdi. Qaysı da , bul temperaturada bólekshelerdiń terbelmeli háreketi toqtaydı. Soǵan baylanıslı túrde jıllılıqtıń óz-ózinen suwıq deneden ıssı denege ótiwi múmkin emesligi anıqlandi. Bul juwmaq termodinamikanıń ekinshi nızamınıń tariyplerinen biri bolıp tabıladı.Eritpelerdiń qasiyetlerin tekserip turıp Lomonosov birinshi ret eritpe konsentrasiyasiniń asıwı onıń muzlaw temperaturasınıń tómenlewine alıp keliwin anıqladı.
XVIII ásirdiń aqırında fizikalıq-ximiyanıń keyingi rawajlanıwda Lavuaze, Laplas (1779 -1784 y) lar tárepinen jıllılıq sıyımlılıǵı hám reaksiyalardıń jıllılıq effektin úyreniw izertlewleri úlken áhmiyetke iye boldı.1800-jılda ximiyalıq teń salmaqlılıq hám oǵan reaksiyaǵa kirisiwshi elementlerdıń konsentrasiyaǵa tásiri túsinikleri pánge kirgizildi (M. Bertlo). XIX ásirdiń 1-shi yarımında Lomonosovtıń atomistik túsinikler J. Dalton, Gey-Lyussak, A. Avogadro jumıslarında rawajlantırıldı. G. Devi, M. Faradey, I. YA. Berselius izertlewleri nátiyjesinde elektroliz nızamları (Faradey nızamları, 1830j) jaratıldı. Rus alımı Gess tárepinen ashılǵan(1840 j) termoximiyanıń tiykarǵı nızamı da sol waqıtlarǵa tuwrı keledi.
Fizikalıq ximiya kursın oqıtıw birinshi ret (1865 j) Xarkov universitetinde shólkem – lestirilgen. Sol dáwirden berli fizikalıq-ximiya kursları barlıq joqarı oqıw orınlarında turaqlı oqıtılıp kelinbekte.Fizikalıq-ximiyanıń rawajlanıwda D. I. Mendeleyevtıń jumısları, birinshi náwbette ol jaratqan periodlıq nızam (1869 j) úlken áhmiyetke iye boldı. Periodlıq nızam túrli ximiyalıq elementlerdiń birden-bir tábiyatqa iye ekenligin tastıyıqlap berdi.D. I. Mendeleyevtıń periodlıq nızamı házirgi dáwirde de ximiyalıq elementler hám olar birikpeleriniń ózgesheliklerin sistemalastırıw da tiykar bolıp xızmet qılıp atır.D.I.Mendeleyev jumısları eritpeler payda bolıwında ximiyalıq óz-ara tásirinlerdiń rolin kórsetip beredi. Onıń gazlar basımın izertlew qılıw jumısları bolsa ideal gazlardıń jaǵday teńlemesi jaratılıwına sebep boldı.
1867 jılda N. N. Beketov jumıslarınan keyin shved ilimpazları K. Guldberg hám de P.Vaage lar tárepinen massalar tásiri nızamı táriyplendi. Keyin ala Ya.Vant-Goff tárepinen kinetik nızamlardıń matematikalıq ańlatpası islep shıǵıldı. N. A. Menshutkin tárepinen (1887 j) eritpelerdegi ximiyalıq reaksiyalar kinetikasi úyrenildi hám eritiwshinıń roli anıqlandi. S. Arrenius tárepinen (1887 j) elektrolitik dissocsiyalanıw teoriyası jaratıldı hám de ximiyalıq reaksiya tezligine temperaturanıń tásiri úyrenildi (1889 j). Teń salmaqlılıqtıń termodinamik teoriyası rawajlanıwına J. Gibbstıń roli juda úlken boldı. Ol termodinamikalıq funksiyalardıń ulıwma teoriyasın jarattı hám fazalar qaǵıydasın keltirip shıǵardı.
Sonıń menen birge, Gibbs statistikalıq termodinamikaǵa tiykar saldı (1873-1878 j). 1881 - 1885 jıllarda A. Le-Shatele principı táriyplendi. Sonıń menen birge, elektrolitik dissocsiyalanıwdıń múǵdarlıq teoriyası jaratıldı. XX ásir baslarında zatlar dúzilisi haqqındaǵı táliymat tuwrısında qatar jańa ashılıwlar ashıldı (V.Tomson, M. Plank, P. N. Lebedev, A. Bekkerel, P. Kyuri, M. Skladovskaya-Kyuri jumısları ). Solay etip, XX ásir baslarında fizikalıq-ximiyanıń pán sıpatında tiykarǵı baǵdarları belgilendi. XX ásirde fizikalıq-ximiyanıń rawajlanıwı statistikalıq hám kvant mexanikasınıń payda bolıwı, spektrlardıń úyreniwdi jańa eksperimental usıllardıń jaratılıwı, tereń vakuum, joqarı basım hám tómen temperaturalardıń alınıwı sebepli jedellesti.
Bul dáwirdiń úlken jetiskenliklerinen biri E. Rezerford (1991 j) tárepinen atomnıń yadro modeli jaratılıwı boldı.Ideal gaz jaǵday teńlemesi járdeminde gazdıń massası hám basımı, kólemi yamasa temperatura sıyaqlı ush parametrlerden birewi ózgermeytuǵın bolǵan bolatúǵın processlerdi izertlew múmkin. Gaz jaǵdayınıń bir parametri ózgermeytuǵın bolǵan jaǵdaydaǵı qalǵan eki parametrlerdiń ortasındaǵı muǵdarlıq baylanıslarǵa gaz nızamları delinedi.Parametrlerdiń birewi ózgermeytuǵın bolǵan jaǵdayda keshetuǵın processler izoprocessler dep ataladı. Tiykarınan hesh bir process parametrlerden birewiniń ma`nisi qatań birdey bolǵan jaǵdayda júz bere almaydı. Bárháma temperatura, basım yamasa kólemdiń turaqlı bolıp turıwın buzatuǵın tásir álbette boladı. Laboratoriya sharayatındaǵana qandayda bir parametrdi jaqsı anıqlıq menen saqlap turıw múmkin, islep turǵan texnikalıq apparatlarda hám tábiyatda bunı ámelge asırıw múmkin emes. Izoprocessler real processlerdiń haqıyqatlıqtı shama menen tán ettiretuǵın ideallastırılǵan model bolıp tabıladı.
FIZIKALÍQ XIMIYANÍŃ TIYKARǴÍ TÚSINIKLERI.
Termodinamikalıq sistema - materiallıq barlıqtıń haqiyqiy yamasa oy shegara sirt penen ajralǵan makraskopik bólegi.Termodinamika júda kóp bólekshelerden ibarat bolǵan sistemalardı úyrenedi.Ayrıqsha molekulalar, atomlar yamasa elementar bólekshelerge salıstırǵanda termodinamikanı qollap bolmaydı.Eger sistemanıń sırtqı ortalıq penen esh qanday ózara tásirleniwi bolmasa,bunday sistema izolyasiyalanǵan (sırtqı ortalıqtan ajratılǵan)delinedi.Eger shegaradan zat almasınıwı gúzetilse,onda sistema ashıq boladı,kerisinshe bolsa,yaǵniy esh qanday zat shegara arqalı ótpese,onda jabıq sistema delinedi.Izolyasiyalanǵan sistemadan parqlı túrde jabıq sistema sırtqı ortalıq penen energiya almasıwı mumkin.
Eger sistema barlıq noqatlarda bir jınslı bolsa,onı gomogen delinedi,kerisinshe fazalar haqqında sóz júritiledi.Bir neshe fazalardan dúzilgen sistema geterogen delinedi. Sistemanıń basqa bóleklerinen sırt shegarası menen ajratılǵan gomogen sistemanıń bir jınslı gomogen material bóleklerdiń toplamına faza delinedi.
Sistemanı súwretlewshi fizikalıq hám ximiyalıq qásiyetlerdiń toplamı sistemanıń jaǵdayı esaplanadı.Termodinamikalıq sistema jaǵdaydıń termodinamikalıq parametrleri menen súwretlenedi.
Sistemanıń tiykarǵı parametrleri túwrıdan-túwrı tájriybede anıqlanatıń parametrlerdir.Bular basım,temperatura, molyar kólemler hámde shın eritpelerde tiykarǵı parametrlerge koncentraciya kiredi.Qalǵan parametrler tiykarǵı parametrlerdiń funkciyaları esaplanadı.
Termodinamikanıń tiykarǵı nızamlarıń túsiniw hám talqın qılıwdı támiynleytin ulıwma belgilerine qarap termodinamikalıq parametrler klasslarǵa birlestirilgen.San mánisleri jaǵınan turaqlı ximiyalıq quramlı sistemanıń massasına proporcional bolǵan termodinamikalıq parametrler ekstensiv parametrler delinedi.Ekstensiv parametrlerge kólemn(V),massa (m), elektr zaryadı muǵdarı (Z), ishki energiya (U), entropiya (S) hám taǵi basqalardı misal etiwge boladı.San mánisleri tárepten sistemanıń massasına baylanıslı bolmaǵan parametrler intersiv parametrler delinedi.Intensiv parametrlerge basım (P),temperatura (T), elektr zaryadınıń potensialı,salıstırma ekstensiv shamalar hámde barlıq ulıwmalasqan kúshler kiredi.
Ulıwmalasqan kúshler hám ulıwmalasqan koordinatalar da termodinamik parametrler bolıp,mexanik kúsh (yamasa basim),elekt potensiali,ximiyalıq potensial hám basqalar ulıwmalasqan kúshlerge hám geometrik koordinata,kólem,zaryad,belgili komponenttiń massası uliwmalasqan koordinatalarǵa kiredi.Termodinamik parametrlerdıń hátteki birewiniń ózgeriwi menen baylanıslı bolǵan sistemadaǵı hár qanday ózgeris termodinamik process delinedi.Eger parametrdiń ózgeriwi tek baslanǵısh hám axırǵı jaǵdaylarǵa baylanıslı bolıp,processtıń jónelisine baylanıslı bolmasa,bunday parametr jaǵday funkciyası delinedi.
Temperatura-termometriyada anıqlanatúǵın obyekt,onı túwrıdan-túwrı ólshep bolmaydı,tek ıssılaw yamasa salqınlaw dene haqqında túsinik payda qılıw múmkin. Temperatura sistema bóleksheleriniń ortasha kinetik energiyasi bolip,dene qánshelli ısıtılǵanlıǵınıń ólshewi.Onı temperaturaǵa baylanıslı bolǵan basqa fizikalıq parametrlerdiń san mánisleri boyinsha anıqlanadı.
Jıllılıq-zattıń temperaturası,massası hám tabiyatına baylanıslı bolǵan shama bolıp, ayrıqsha bólekshelerdiń kinetik energiyasın belgileydi.Sistemaǵa jıllılıq berilgende, molekulalardıń ortasha kinetik energiyası artiwi esabınan,sistemanıń temperaturası artadı.Demek,jıllılıq energiya uzatılıwınıń bir turi eken.
Júmıs-bir sistemadan ekinshi sistemaǵa energiya uzatılıwınıń jáne bir túri bolıp, bunda jumıs bejerilip atırǵan sistemanıń ishki energiyasi kemeyedi,tásir qılıp atırǵan sistemanıń energiyası bolsa,islengen júmısqa sáykes túrde artadı.Júmıs hám jıllılıq ózara ekvivalent. Jıllılıqtıń ólshem birligi kaloriya hám júmıstıń ólshem birligi joul dep qabil etilgen. 1 kal=4,1875 J ǵa teń bolıp,jıllılıqtıń mexanik ekvivalenti delinedi.
Ishki energiya-dene barlıq bólekshelerdiń bir-biri menen ózara tásirlesiw potensial energiyası hám ayrıqsha bóleksheler háreketiniń kinetik energiyaları jiyindisinan quralǵan, yaǵniy molekulalardıń aylanba háreketi energiyası,molekulanı quraǵan atom hám atom gruppalarınıń ishki molekulyar terbelme háreketi energiyası, atomlardaǵı elektronlardıń aylanıw energiyası,atom yadrolarıńdaǵı energiya,molekulalarara ózara tásirlesiw energiyasi hám mikrobólekshelerge tiyisli bolǵan basqa turdegi energiyalardan ibarat.
Jıllılıq sıyımlılıǵı- sistemanıń temperaturasın bir gradusqa kóteriw ushın talap qılınǵan jıllılıq muǵdarı bolip,ol sistemaǵa berilgen jıllılıqtıń temperatura ózgeriwi qatnasına teń.Jıllılıq siyimlılıǵı túsiniginiń kiritiliwi termodinamika tariyxinda eń úlken eriskenliklerden biri bolǵan.
Basım-birlik sırt júzesine tásir etiwshi kúsh bolip,túrli birliklerde kórsetiledi. Paskal, n/m² ,bar hám mmsim.ust. Bunda turaqlı sistema basımınıń atmosfera basımı menen parqı emes,balki absolyut basım kórsetiledi.
Termodinamik sistema qandaydır baslanǵısh jaǵdaydan shıǵıp,qatar ózgerislerge úshraǵannan soń jáne aldıńǵı jaǵdayına qaytatúǵın process aylanba yamasa ciklik process delinedi. Bunday processte hár qanday jaǵday parametrleriniń ózgeriwi nolge teń. Processtıń barıwı sharayatlarına qarap izobarik,izotermik,izoxorik,adiabatik processler bir-birinen parqlanadı,olarda sáykes ráwishte basım,temperatura,kólem yamasa entropiyalar ózgermes boladı.Adiabatik sharayatta sistema sırtqı ortalıq penen jıllılıq almasmawı sebepli,termodinamikaniń ekinshi nızaminan entropiyanıń ózgermes bolıwı kelip shıǵadı.
Sırtqı ortalıqta hesh qanday ózgerislersiz sistemanıń baslanǵish jaǵdayǵa qaytıw imkaniyatin beriwshi process qaytar (teńsalmaqlılıq) process delinedi.Qasiyetleri (temperatura,basım,quram,elektrpotensiali) waqıt ótiwi menen óz-ózinen ózgermeytuǵın hám ayrıqsha fazalardıń barlıq noqatlarıńda bir qıylı mániske iye bolǵan sistemaniń jaǵdayları qaytar processler termodinamikasinda kórip shıǵıladı.Sistemanıń bunday jaǵdayları teńsalmaqlıq jaǵdayları delınedi. Teńsalmaqlıq processte sistema teńsalmaqlıq jaǵdaylarınıń úzliksiz qatarinan ótedi hám kvazistatik process dep te ataladı.
Temperatura,basım hám fazalardıń ishki quramı teń bólistirilmegen hám waqıt ótiwi menen ózgeriwshen bolǵan jaǵdaylar teńsalmaqlıqemes jaǵdaylar delinedi. Olar qaytpas processler termodinamikasında kórib shıǵıladı hám oǵan termodinamikanıń tiykarǵı nızamlarınan tısqarı qatar qosımsha postulatlar kiritiledi.Processtiń termodinamik jaqtan qaytar yamasa qaytpaslıǵın xımıyalıq reakciyalardıń qaytarlıǵı yamasa qaytpaslıǵı túsinikleri menen aljastırmaw kerek.Xımıyada úsı atamalar túwrı hám kerı jónelislerde barıwı múmkin bolǵan hár qanday reakciyalarǵa qollanılıwı múmkin bolip,bunda sistemanıń baslanǵısh jaǵdayına qaytıp keliwinde sırtqı ortalıqlardaǵı ózgerisler itibarǵa alınbaydı.