+7 (727) 344 95 95
Толық ҰБТ тапсыру
Қазақша

iTest қолданбасын жүктеп алу

Мектеп емтихандарына ыңғайлырақ форматта дайындалыңыз

logo-device logotype logotype-float

Молекулалардың жылулық қозғалысының энергиясы
Алдыңғы конспект Келесі конспект
Конспект

1) Макроскопиялық параметрлер молекулалардың үйкелісін ескермеген жағдайда, дененің (газ) күйін сипаттайтын параметрлер: қысым \(P\)\([Па]\), көлем \(V[m^3]\), температура \(T[K]\).

Жылуалмасу бір денеден (қыздырылған) екінші денеге (суық) жылудың (энергияның) берілуі.

Жылулық тепе-теңдік барлық денелердің температурасы бірдей макроскопиялық параметрлері тұрақты денелер жүйесінің күйі.

2) Температура - температурасы \(0\)-ге баланған (қызу ережесі) басқа денемен салыстырғандағы жылулық тепе-теңдігінің ауытқуын білдіретін физикалық шама \(t^{\circ}[C]\), \(T[K]\).

 

3) Жылулық тепе-теңдіктегі газдар үшін тәжірибелік факты: әр түрлі газдармен, мысалы, сутегімен, гелиймен және оттегімен толтырылған көлемдері бірдей ыдыстарды жылулық тепе-теңдік орнағанша және газдар қысымының өзгеруі тоқталғанша еріп жатқан мұзға салып қою керек. Газдардың массалары белгілі болғандықтан, әр ыдыстағы молекулалар саны белгілі. Сонымен газ қысымы мен көлемі көбейтіндісінің молекулалар санынан қатынасы тек температураға байланысты. Белгілі бір температурада бұл қатынас барлық газдар үшін бірдей және сиретілген газдар үшін орындалады.

 

\(\left. \begin{matrix} егер\ t=0^0C;\frac{PV}N=const=\theta_1=3,76\cdot 10^{-21}Дж\\ егер\ t=100^oC;\frac {PV}N=const=\theta_2=5,14\cdot 10^{-21}Дж \end{matrix} \right\}=>\)

 

\(=>P=\frac 23n\vec{E}_k\ болғандықтан\Rightarrow\) \(\boxed{\frac{PV}N=\frac 23\vec{E}_k}\)

 

\(\left. \begin{matrix} егер\ t=0^0C;\frac{PV}N=const=\theta_1=3,76\cdot 10^{-21}Дж\\ егер\ t=100^oC;\frac {PV}N=const=\theta_2=5,14\cdot 10^{-21}Дж \end{matrix} \ \right\}\rightarrow\)

\(\rightarrow P=\frac 23n\vec{E}_k\ \)болғандықтан \(\Rightarrow\)

 \(\boxed{\frac{PV}N=\frac 23\vec{E}_k}\)

\(n=N/V\) - молекулалардың шоғыры

 

Энергетикалық бірліктермен өрнектелетін \(\theta\) температураның орнына өзімізге үйреншікті градустармен өлшенетін \(T\) температураға тура пропорционал деп есептейміз \(\theta\) \(=kT\). Мұндағы k-пропорционалдық коэффициент, \(T\) -абсолют температура деп аталады.

 

\(\frac{PV}N\sim\vec{E}_k\sim T\Rightarrow\boxed{\frac{PV}N=kT}\)

Больцман тұрақтысы

 

\(\boxed{k=1,38\cdot 10^{-23}\frac{Дж}К}\)
\(kT_2-kT_1=\theta_2-\theta_1\Rightarrow k=\frac{\theta_2-\theta_1}{T_2-T_1}\)

 

4) Абсолюттік температура Кельвин шкаласы бойынша өлшенген температура (температураның физикалық мағынасын көрсетеді) \(T[K]\)

 

Абсолюттік ноль молекулалар қозғалысы тоқталатын температура (қозғалыссыз материя болуы мүмкін емес) \(T=0[K]\).

 

егер \(t=0^{\circ}C\)

Кельвин шкаласы

\(\boxed{1K=1^{\circ}C}\)
\(\theta_1=kT_1=3,76\cdot 10^{-21}\ Дж\) \(\boxed{T=t^\circ+273}\)
\(T_1=\frac{3,76\cdot10^{-21}}{1,38\cdot 10^{-23}}\approx273,15K\)

 

\(\frac{PV}N=kT\Rightarrow P=\frac NVkT\Rightarrow\) \(\boxed{P=nkT}\)  \(\frac{PV}N=\frac 23\vec{E}_k=kT\Rightarrow\) \(\boxed{\vec{E}_k=\frac 32kT}\)

 

\(\overline E_k=\frac 32kT\)  температура орташа кинетикалық энергияның өлшеуіші \(\overline E_k=\frac{m_0\bar v^2}2\) газ молекуласының орташа кинетикалық энергиясы. 1920 жылы О. Штерн газ молекулаларының жылдамдығын тәжірибе жүзінде анықтаған. Жоғарыдағы екі теңдікті пайдаланып \(\bar v=\sqrt\frac{3kT}{m_0}\) немесе \(\bar v=\sqrt\frac{3RT}M\)өрнектерін алуға болады. Мұндағы m0- молекуланың массасы, \(R=N_Ak=8,31\frac{Дж}{K\cdot\ моль},\) M-молярлық масса.

 



Сұрақтар

  1. \(270^\circ C\) температурадағы гелий атомының орташа квадраттық жылдамдығы \((M=4\cdot10^{-3}\) кг/моль, \(R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  2. Егер белгілі бір температурада сутек молекуласының орташа квадраттық жылдамдығы \(1760\) м/с болса, осы температурадағы оттек молекуласының орташа квадраттық жылдамдығы \((M(H2)=2\cdot10^{-3}\) кг/моль, \(M(O2)=32\cdot10^{-3}\) кг/моль\()\)

  3. Температурасы –  \(T=296\)  \(K\), массасы \(10\) г газдың орташа квадраттық жылдамдығы \(\overline v=480\) м/с. Осы газдағы молекула саны \((k=1,38\cdot 10^{-23}\frac{Дж}К)\)

  4. Атмосфералық қысымда қайнап, су бетіне қарай көтеріліп келе жатқан көпіршіктердегі  будың тығыздығы \((\)\(1000^\circ C\) температурадағы қаныққан су буының қысымы – \(101,3\) кПа, \(R=8,31\) Дж/К·моль, М\(=18\cdot10^{-3}\) кг/моль\()\)

  5. Идеал газ қысымы \(T_0\) температурада \(P_0\) болды. Тұрақты массада және тұрақты көлемде газ температурасын \(1,5\) есе арттырды. Осы кездегі қысымның өзгерісі

  6. Идеал газ бөлшектерінің шоғыры \(T_0\) температурада \(n_0\) болды. Егер тұрақты қысымда газ молекулаларының шоғыры \(3\) есе артса, онда газ температурасы \(T\) болады. Соңғы және бастапқы температуралар қатынасы

  7. Температурасы \(200^\circ C\) газ молекулаларының орташа квадраттық жылдамдығы \(510\) м/с. Бұл газ \((R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  8. Көлемі \(6\cdot4\cdot2,5\) м  бөлмедегі ауаның температурасы – \(270^\circ C\), қысымы – \(99,8\) кПа. Бөлмедегі ауа молекуласының саны \((k=1,38\cdot 10^{-23}\frac{Дж}К)\)

  9. Көмірқышқыл газының \( CO_2\) молекулаларының  орташа квадраттық жылдамдығы \(400\) м/с. Газдың температурасы

  10. Көпатомды газ молекуласының орташа кинетикалық энергиясы – \(3,2\) кДж, ал массасы  – \(4\cdot10^{-2}\) кг. Осы газ молекуласының орташа квадраттық жылдамдығы  

  11. Қысымы мен температурасы бірдей газдар үшін молекулалар шоғыры (концентрациясы)

  12. Көлемі \(0,02\) м\(^3\) ыдыстағы азот молекулаларының ілгерілмелі қозғалысының кинетикалық энергиясы мен идеал газ бөлшектерінің шоғыры – \(5\) кДж, молекулаларының орташа квадраттық жылдамдығы – \(2\cdot10^3\) м/с. Ыдыстағы азоттың массасын және газдың қысымын тап.

Қате туралы хабарландыру