Helitugevuse muutus temperatuuriga. Joonisel fig. 49 näitab vee ja jää molaarmahu sõltuvust T-st (Eisenberg ja Kozman, 1969). Nagu näha, muutub mõlema ühendi maht temperatuuri tõustes erineval viisil. Maksimaalne ruumalade erinevus on täheldatud ajal. Helitugevus on ligikaudu suurem kui maht At , see erinevus on
muutuvad temperatuurist alates peaaegu samaks.
Vee mahu vähenemine jää I sulamisel on meie arvates tingitud asjaolust, et prootoni vibratsiooni aktiveerumine vesiniksidemete joonte vahel sulamise ajal põhjustab nii molekuli enda kui ka kogu molekuli deformeeritavuse suurenemist. vesiniksidemete süsteem.
Riis. 49 Vee ja jää molaarmahu sõltuvusest ja vedeliku sõltuvusest
Mahtude muutumise erinevuse T-ga määrab aatomite aatomivõnkete amplituudide temperatuurisõltuvus Jääs I aatomite võngete amplituudide suhtega Ligikaudu sama väärtusega on ruumalade suhe sulamisel.
Veemahu “anomaalse” komponendi temperatuurisõltuvuse uurimiseks toome veemahu üldisest sõltuvusest temperatuurist välja molekuli deformeeritavusega määratud veemahu osa. Selleks eeldame, et piirkonnas käitub vesi nagu tavaline konstantse mahupaisumisteguriga vedelik
mille hindasime ekstrapoleerides a eksperimentaalse väärtuse kõrgete temperatuuride piirkonda. Lisaks konstantsele komponendile a on vees veel üks komponent. 50 kujutab mõlemat komponenti a. Nagu näha, on vee puhul lisaks tavaliste vedelike temperatuurist sõltumatule konstandile ka ruumala laiendusteguri negatiivne komponent. Temperatuurivahemikus sõltub ruumala peaaegu lineaarselt temperatuurist ja seda saab kirjutada järgmiselt Eeldame, et see ruumala muutuse sõltuvus temperatuurist määrab normaalse komponendi
vee mahu vähenemine temperatuuri langedes kõikide vedela oleku temperatuuride korral. Mahu eksperimentaalsete väärtuste ja väärtuste erinevus on vee molekulaarmahu temperatuurisõltuvuse anomaalne komponent; eksperimentaalsele sõltuvusele, mis temperatuuri tõustes kahaneb, panus molekulmahusse, mis määrab anomaalse sõltuvuse Mahupaisumistegur on kõikjal negatiivne ja väheneb (absoluutväärtuses) temperatuuri tõustes. Seega saab vedela vee temperatuuriga ruumala muutumise eksperimentaalset kõverat kvalitatiivselt esitada kahe komponendi summaga
temperatuurivahemikus
Riis. 50 Vee mahupaisumise koefitsiendi kahe komponendi sõltuvus temperatuurist
Isotermiline ja adiabaatiline kokkusurutavus. Vee isotermiline kokkusurutavus temperatuuril on neli korda suurem kui jää isotermiline kokkusurutavus. Jää ja vee isotermilise kokkusurutavuse sõltuvus temperatuurist on näidatud joonisel fig. 51 Kell (1967) andmete põhjal. Nagu näha, muutub kokkusurutavus sulamise ajal maksimaalselt esitatud temperatuurivahemikus.
Vedelike puhul on mõttekas rääkida ainult mahupaisumisest. Vedelike puhul on see palju suurem kui tahkete ainete puhul. Nagu kogemus näitab, väljendatakse vedeliku mahu sõltuvust temperatuurist sama valemiga nagu tahkete ainete puhul.
Kui temperatuuril 0 ° С on vedeliku maht V 0, siis temperatuuril t on selle maht V t:
V t \u003d V 0 (1 + ?t)
Vedeliku paisumisteguri mõõtmiseks kasutatakse termomeetrilise kujuga klaasanumat, mille maht on teada. Toruga pall täidetakse ülaosaga vedelikuga ja kogu seade kuumutatakse teatud temperatuurini; sel juhul valatakse osa vedelikust anumast välja. Seejärel jahutatakse anum vedelikuga sulavas jääs 0°-ni. Sel juhul ei täida vedelik enam kogu anumat ja täitmata maht näitab, kui palju vedelik kuumutamisel paisus. Teades klaasi paisumistegurit, saab üsna täpselt arvutada vedeliku paisumisteguri.
Mõnede vedelike paisumistegurid
Eeter - 0,00166
Alkohol - 0,00110
Petrooleum - 0,00100
Vesi (alates 20 ° C ja üle selle) - 0,00020
Vesi (5 kuni 8 ° C) - 0,00002
soojuspaisumine
Artiklis Tahkete ainete lineaarne paisumine lineaarsete paisumistegurite tabelist on näha, et tahkete ainete paisumistegurid on väga väikesed. Kõige ebaolulisemad kehade suuruse muutused koos temperatuuri muutusega põhjustavad aga tohutute jõudude ilmnemist.
Kogemus näitab, et isegi jäiga keha väike pikenemine nõuab tohutuid välisjõude. Niisiis, selleks, et suurendada 1 cm 2 ristlõikega terasvarda pikkust ligikaudu 0,0005 võrra selle algsest pikkusest, on vaja rakendada jõudu 1000 kg. Kuid selle varda laienemine sama suurusega saavutatakse, kui seda kuumutatakse 50 kraadi võrra. Seetõttu on selge, et kuumutamisel 50 kraadi võrra laienedes (või jahutamisel kokku tõmbudes) avaldab varras neile kehadele umbes 1000 kg/cm 2 survet, mis takistab selle paisumist (kokkusurumist).
Tehnoloogias arvestatakse tohutuid jõude, mis tekivad tahkete ainete paisumisest ja kokkutõmbumisest. Näiteks silla üks otstest ei ole fikseeritud, vaid paigaldatud rullidele; raudteerööpad ei asetata lähedale, vaid jätavad nende vahele tühimiku; aurutorud riputatakse konksude külge ja üksikute torude vahele paigaldatakse paisumisvuugid, mis painduvad aurutorustiku torude pikendamisel. Samal põhjusel on auruveduri katel fikseeritud ainult ühest otsast, samas kui selle teine ots saab vabalt liikuda.
Tahkete ainete lineaarne paisumine
Tahkel kehal on teatud temperatuuril teatud kuju ja teatud lineaarsed mõõtmed. Keha lineaarsete mõõtmete suurenemist kuumutamisel nimetatakse termiliseks lineaarseks paisumiseks.
Mõõtmised näitavad, et sama keha paisub erinevatel temperatuuridel erinevalt: kõrgel temperatuuril on see tavaliselt tugevam kui madalal. Kuid see paisumise erinevus on nii väike, et suhteliselt väikeste temperatuurimuutuste puhul võib selle tähelepanuta jätta ja eeldada, et keha mõõtmete muutus on võrdeline temperatuuri muutusega.
Tahkete ainete mahupaisumine
Tahke keha soojuspaisumisel koos keha lineaarsete mõõtmete suurenemisega suureneb ka selle maht. Sarnaselt lineaarpaisumise koefitsiendiga mahupaisumise karakteristiku jaoks saate sisestada mahulaienduse koefitsiendi. Kogemus näitab, et nii nagu lineaarpaisumise puhul, võib suure veata eeldada, et keha mahu suurenemine on võrdeline temperatuuri tõusuga.
Tähistades keha mahtu temperatuuril 0 ° C kuni V 0, ruumala temperatuuril t ° kuni V t ja mahupaisumise koefitsienti läbi α, leiame:
α \u003d V t - V 0: V 0 t (1)
V 0 juures = 1 ühik. maht ja t \u003d 1 o С, väärtus α on võrdne V t - V 0, s.o. mahupaisumistegur on arvuliselt võrdne keha mahu suurenemisega kuumutamisel 1 kraadi võrra, kui 0 ° C juures oli maht võrdne ruumalaühikuga.
Vastavalt valemile (1), teades keha mahtu temperatuuril 0 ° C, on võimalik arvutada selle maht igal temperatuuril t °:
V t = V 0 (1 + αt)
Teeme kindlaks suhte mahulise ja lineaarpaisumise kordajate vahel.
Energia jäävuse ja muundamise seadus
Vaatleme üksikasjalikumalt ülalkirjeldatud Joule'i katset. Selles katses muudeti langevate raskuste potentsiaalne energia pöörlevate labade kineetiliseks energiaks; hõõrdejõudude vastase töö tõttu muudeti labade kineetiline energia vee siseenergiaks. Siin seisame silmitsi ühe energialiigi teiseks muutumise juhtumiga. Kukkuvate raskuste potentsiaalne energia muundatakse vee siseenergiaks, soojushulk Q on muundatud energia mõõt. Seega säilib energia hulk, kui see muudetakse muudeks energialiikideks.
Loomulik on tõstatada küsimus: kas energiahulk, mis säilib teiste energialiikide, näiteks kineetilise, elektrilise jne muundumisel? Oletame, et kuul massiga m lendab kiirusega v. Selle kineetiline energia on mv 2/2 . Kuul tabas eset ja takerdus sellesse. Sel juhul muundatakse kuuli kineetiline energia kuuli ja objekti siseenergiaks, mõõdetuna soojushulga Q järgi, mis arvutatakse välja tuntud valemiga. Kui kineetiline energia siseenergiaks muundamisel ei kao, peab kehtima järgmine võrdsus:
mv 2/2 = Q
kus kineetiline energia ja soojushulk on väljendatud samades ühikutes.
Kogemus kinnitab seda järeldust. Energia kogus hoitakse kokku.
Soojuse mehaaniline ekvivalent
XIX sajandi alguses. aurumasinaid kasutatakse laialdaselt tööstuses ja transpordis. Samal ajal otsitakse võimalusi nende efektiivsuse tõstmiseks. Sellega seoses seisavad füüsika ja tehnoloogia silmitsi suure praktilise tähtsusega küsimusega: kuidas teha võimalikult palju tööd masinas minimaalse kütusekogusega.
Esimese sammu selle probleemi lahendamisel astus 1824. aastal prantsuse insener Sadi Carnot, uurides aurumasinate efektiivsuse küsimust.
Saksa teadlane Robert Mayer tegi 1842. aastal teoreetiliselt kindlaks, kui palju mehaanilist tööd on võimalik saada ühe kilokalori soojuse kulutamisega.
Mayer lähtus arvutustes gaasi soojusvõimsuste erinevusest.
Gaasidel on kaks soojusmahtuvust: soojusmahtuvus konstantsel rõhul (c p) ja soojusmahtuvus konstantsel ruumalal (c v).
Gaasi soojusmahtuvust konstantsel rõhul mõõdetakse soojushulgaga, mis kulub antud gaasimassi kuumutamiseks 1 kraadi võrra ilma selle rõhku muutmata.
Soojusmaht konstantsel ruumalal on arvuliselt võrdne soojushulgaga, mida kasutatakse antud gaasimassi kuumutamiseks 1 kraadi võrra, ilma et gaasi ruumala muutuks.
Kehade ruumala sõltuvus temperatuurist
Tahke keha osakesed hõivavad üksteise suhtes teatud positsioonid, kuid ei jää puhkeolekusse, vaid võnguvad. Kui keha kuumutatakse, suureneb osakeste keskmine kiirus. Sel juhul suurenevad osakeste keskmised kaugused, mistõttu keha lineaarsed mõõtmed suurenevad ja sellest tulenevalt suureneb ka selle maht.
Jahutamisel vähenevad kere lineaarsed mõõtmed ja selle maht väheneb.
Kuumutamisel, nagu teate, kehad laienevad ja jahutamisel tõmbuvad kokku. Nende nähtuste kvalitatiivset poolt on käsitletud juba füüsika algkursusel.
Sissejuhatus
Ideaalse gaasi olekut kirjeldavad täielikult mõõdetud suurused: rõhk, temperatuur, maht. Nende kolme suuruse suhe määratakse gaasi põhiseadusega:
Eesmärk
Boyle-Mariotte'i seaduse kontrollimine.
Ülesanded, mis tuleb lahendada
Õhurõhu mõõtmine süstlas ruumala muutmise ajal, arvestades, et gaasi temperatuur on konstantne.
Eksperimentaalne seadistus
Instrumendid ja tarvikud
rõhumõõdik
Käsitsi vaakumpump
Selles katses kinnitatakse Boyle-Mariotte'i seadust, kasutades joonisel 1 näidatud seadistust. Õhu maht süstlas määratakse järgmiselt:
kus p 0 on atmosfäärirõhk ja p on manomeetriga mõõdetud rõhk.
Töökäsk
Seadke süstla kolb 50 ml märgini.
Suruge käsivaakumpumba ühendusvooliku vaba ots tihedalt süstla väljalaskeava külge.
Kolvi pikendades suurendage mahtu 5 ml sammuga, registreerige manomeetri näidud mustale skaalale.
Kolvi all oleva rõhu määramiseks on vaja atmosfäärirõhust lahutada monomeetri näidud, mis on väljendatud paskalites. Atmosfäärirõhk on ligikaudu 1 bar, mis vastab 100 000 Pa-le.
Mõõtmistulemuste töötlemiseks tuleb arvestada õhu olemasolu ühendusvoolikus. Selleks tuleb mõõta ühendusvooliku maht, mõõtes mõõdulindiga vooliku pikkust ja nihikuga vooliku läbimõõtu, arvestades, et seina paksus on 1,5 mm.
Joonistage mõõdetud õhuhulk ja rõhk.
Arvutage Boyle'i-Mariotte'i seaduse ja graafiku abil ruumala sõltuvus rõhust konstantsel temperatuuril.
Võrrelge teoreetilisi ja eksperimentaalseid sõltuvusi.
2133. Gaasi rõhu sõltuvus temperatuurist konstantse ruumala juures (Charles'i seadus)
Sissejuhatus
Mõelge gaasi rõhu sõltuvusele temperatuurist teatud gaasi massi konstantse mahu tingimustes. Need uuringud tegi esmakordselt 1787. aastal Jacques Alexandre Cesar Charles (1746–1823). Gaasi kuumutati suures kolvis, mis oli ühendatud kitsa kõvera toru kujul elavhõbedamanomeetriga. Jättes tähelepanuta kolvi mahu tühise suurenemise kuumutamisel ja väikese mahu muutuse elavhõbeda nihutamisel kitsas manomeetrilises torus. Seega võib gaasi mahtu pidada muutumatuks. Kuumutades vett kolbi ümbritsevas anumas, mõõdeti termomeetri abil gaasi temperatuuri T, ja vastav rõhk R- manomeetriga. Täites anuma sulava jääga, määrati rõhk R umbes ja vastav temperatuur T umbes. Leiti, et kui 0 C juures rõhk R umbes , siis 1 C võrra kuumutamisel on rõhukasv sisse R umbes. väärtus on kõigi gaaside puhul sama väärtusega (täpsemalt peaaegu sama), nimelt 1/273 C -1. väärtust nimetatakse rõhu temperatuuriteguriks.
Charlesi seadus lubab arvutada gaasi rõhku igal temperatuuril, kui on teada selle rõhk temperatuuril 0 C. Olgu antud gaasi massi rõhk 0 C juures antud ruumalas lk o, ja sama gaasi rõhk temperatuuril tlk. Temperatuur muutub kuni t, ja rõhk muutub R umbes t, siis rõhk R võrdub:
Väga madalatel temperatuuridel, kui gaas läheneb veeldusolekule, ja ka kõrgelt kokkusurutud gaaside puhul ei kehti Charlesi seadus. Charlesi seaduses ja Gay-Lussaci seaduses sisalduvate koefitsientide ja kokkulangemine ei ole juhuslik. Kuna gaasid järgivad konstantsel temperatuuril Boyle-Mariotte'i seadust, peavad ja olema üksteisega võrdsed.
Asendame rõhu temperatuurisõltuvuse valemis rõhu temperatuuriteguri väärtuse:
|
|
Väärtus ( 273+ t) võib pidada uuel temperatuuriskaalal mõõdetud temperatuuriväärtuseks, mille ühik on sama mis Celsiuse skaalal ja punkt, mis asub 273 allpool Celsiuse skaala nulliks võetavat punkti ehk sulamist. jääpunkt. Selle uue skaala nulli nimetatakse absoluutseks nulliks. Seda uut skaalat nimetatakse termodünaamiliseks temperatuuriskaalaks, kus T t+273 .
Siis, konstantsel helitugevusel, kehtib Charlesi seadus:
|
|
Eesmärk
Charlesi seaduse kontrollimine
Ülesanded, mis tuleb lahendada
Gaasi rõhu sõltuvuse määramine temperatuurist konstantse ruumala korral
Absoluutse temperatuuriskaala määramine ekstrapoleerimise teel madalatele temperatuuridele
Ohutus
Tähelepanu: töös on kasutatud klaasi.
Olge gaasitermomeetriga töötades äärmiselt ettevaatlik; klaaspurk ja mõõtetops.
Olge kuuma veega töötades eriti ettevaatlik.
Eksperimentaalne seadistus
Instrumendid ja tarvikud
gaasi termomeeter
Mobiilne CASSY Lab
Termopaar
Elektriline pliidiplaat
klaasist mõõtetops
klaasist anum
Käsitsi vaakumpump
Käsipumba abil toatemperatuuril õhu väljapumpamisel tekib õhusambale rõhk р0 + р, kus R 0 - välisrõhk. Elavhõbeda tilk avaldab survet ka õhusambale:
Selles katses kinnitatakse seda seadust gaasitermomeetri abil. Termomeeter asetatakse vette, mille temperatuur on umbes 90 °C, ja seda süsteemi järk-järgult jahutatakse. Gaastermomeetrit käsivaakumpumbaga tühjendades hoitakse jahutamise ajal konstantset õhuhulka.
|
|
Töökäsk
Avage gaasitermomeetri kork, ühendage termomeetriga käsivaakumpump.
Keerake termomeeter ettevaatlikult, nagu on näidatud joonisel fig. 2 ja eemaldage sellest õhk pumba abil nii, et elavhõbedatilk oleks punktis a) (vt joonis 2).
Pärast elavhõbedatilga kogunemist punktis a) keerake termomeeter auguga üles ja vabastage sundõhk käepidemega b) pumbale (vt joonis 2) ettevaatlikult, et elavhõbe ei eralduks mitmeks tilgaks.
Kuumuta vesi klaasnõus pliidiplaadil 90°C-ni.
Valage klaasnõusse kuum vesi.
Asetage anumasse gaasitermomeeter, kinnitades selle statiivile.
Asetage termopaar vette, see süsteem jahtub järk-järgult. Eemaldades õhu käeshoitava vaakumpumba abil gaasitermomeetrist, säilitage kogu jahutusprotsessi vältel konstantne õhusamba maht.
Registreerige manomeetri näit R ja temperatuur T.
Joonistage kogu gaasirõhu sõltuvus lk 0 +lk+lk Hg temperatuurist umbes C.
Jätkake graafikut, kuni see lõikub x-teljega. Määrake ristmiku temperatuur, selgitage tulemusi.
Määrake kalde puutuja järgi rõhu temperatuuritegur.
Arvutage Charlesi seaduse järgi rõhu sõltuvus temperatuurist konstantsel ruumalal ja joonistage see graafik. Võrrelge teoreetilisi ja eksperimentaalseid sõltuvusi.
Gay-Lussaci seaduse kehtivust saate kontrollida meile juba tuntud seadme abil (vt joonis 3.7). Selleks tuleks manomeetri näitu märgates mõõta gofreeritud anumas oleva gaasi temperatuuri ja anuma mahtu. Seejärel peate gaasi soojendama, asetades anuma kuuma vette, ja kruvi keerates veenduma, et manomeetri näidud jäävad samaks. Mõõtke uuesti gaasi temperatuur ja maht. Pärast seda muutke uuesti temperatuuri, saavutage algne rõhu väärtus ja mõõtke gaasi temperatuur ja maht kolmandat korda.
isobaarid
Kasutades leitud gaasi mahu väärtusi erinevatel temperatuuridel ja samal rõhul, saate sõltuvuse joonistada V alates t. Seda sõltuvust esindab sirgjoon - isobar, nagu see peaks olema valemi (3.6.4) kohaselt.
Erinevatele isobaaridele vastavad erinevad rõhud (joonis 3.10). Kuna gaasi maht konstantsel temperatuuril väheneb rõhu tõustes (Boyle'i-Mariotte'i seadus), siis suuremale rõhule vastav isobaar R 2 , asub madalamale rõhule vastava isobaari all lk 1
Ideaalne gaas
Kui jätkata isobaaridega madalate temperatuuride piirkonda, kus mõõtmisi ei tehtud, siis kõik sirged lõikuvad temperatuuri teljega punktis, mis vastab nulliga võrdsele ruumalale (katkendlikud sirged joonisel 3.10). Kuid see ei tähenda, et gaasi maht tõesti kaob. Kõik tugeva jahutusega gaasid muutuvad ju vedelikeks ja vedelikele ei kehti ei Gay-Lussaci ega Boyle-Mariotte seadus.
Päris gaasid järgivad gaasi põhiseadusi vaid ligikaudselt ja mida vähem täpselt, seda suurem on gaasi tihedus ja madalam on selle temperatuur. Gaasi, mis järgib täpselt gaasiseadusi, nimetatakse ideaalseks gaasiks.
Gaasi temperatuuri skaala
Asjaolu, et ruumala laienemise temperatuuriteguri arvväärtus madala tiheduse piirjuhul on kõikide gaaside puhul sama, võimaldab luua ainest sõltumatu temperatuuriskaala ehk ideaalse gaasi temperatuuriskaala.
Võttes aluseks Celsiuse skaala, on temperatuuri võimalik määrata seosest (3.6.1)
(3.6.5)
kus V 0 on gaasi maht temperatuuril 0 °С ja V on selle maht temperatuuril t.
Seega määratakse valemi (3.6.5) abil temperatuur, mis ei sõltu termomeetri ainest.
Ideaalse gaasi määratlus on antud kui gaas, mis järgib täpselt Boyle-Mariotte ja Gay-Lussaci seadusi. Kasutusele võeti ainest sõltumatu ideaalse gaasi temperatuuriskaala.
§ 3.7. Absoluutne temperatuur
Kõik maailmas pole suhteline. Seega on absoluutne nulltemperatuur. Samuti on olemas absoluutne temperatuuriskaala. Nüüd saate sellest teada
Temperatuuri tõustes suureneb gaasi maht piiramatult. Temperatuuri tõusul pole piire*. Vastupidi, madalatel temperatuuridel on piir.
* Maa kõrgeimad temperatuurid – sajad miljonid kraadid – saadi termotuumapommide plahvatuste käigus. Veelgi kõrgem temperatuur on iseloomulik mõne tähe sisepiirkondadele.
Vastavalt Gay-Lussaci seadusele (3.6.4) kipub temperatuuri langedes helitugevus nulli. Kuna helitugevus ei saa olla negatiivne, ei saa temperatuur olla väiksem kui teatud väärtus (negatiivne Celsiuse kraadides).
Lk 43
Kõige sagedamini kasutatakse praktikas vedeliku (elavhõbeda või alkoholi) mahu sõltuvust temperatuurist.
Termomeetri kalibreerimisel võetakse võrdluspunktiks tavaliselt jää sulamise temperatuur (0); teine konstantpunkt (100) on vee keemistemperatuur normaalsel atmosfäärirõhul (Celsiuse skaala).
Kuna erinevad vedelikud paisuvad kuumutamisel erinevalt, siis nii kujunev skaala sõltub mingil määral antud vedeliku omadustest.
Loomulikult sobivad 0 ja 100°C kõikide termomeetrite puhul, aga 50°C ei sobi.
Erinevalt vedelikest paisuvad kõik haruldased gaasid kuumutamisel ühtemoodi ja muudavad oma rõhku samamoodi temperatuuri muutumisel. Seetõttu kasutatakse füüsikas ratsionaalse temperatuuriskaala loomiseks teatud koguse harvendatud gaasi rõhu muutust konstantsel mahul või gaasi ruumala muutust konstantsel rõhul.
Seda skaalat nimetatakse mõnikord ideaalseks gaasitemperatuuri skaalaks.
Termilise tasakaalu korral on kõigi gaaside molekulide translatsioonilise liikumise keskmine kineetiline energia sama. Rõhk on otseselt võrdeline molekulide translatsioonilise liikumise keskmise kineetilise energiaga: p = n
Termilise tasakaalu korral, kui antud massiga gaasi rõhk ja ruumala on fikseeritud, peab gaasimolekulide keskmisel kineetilisel energial olema rangelt määratletud väärtus, nagu temperatuur.
Sest molekulide kontsentratsioon gaasimahus n = , siis p = või = .
Tähistage = Θ.
Θ väärtus suureneb temperatuuri tõustes ja ei sõltu millestki muust kui temperatuurist.
Gaasi rõhu ja selle ruumala korrutise suhe molekulide arvusse samal temperatuuril on peaaegu kõigi haruldaste gaaside puhul sama (omadustelt sarnased ideaalse gaasiga):
Kõrge rõhu korral on suhe rikutud.
Sel viisil määratletud temperatuuri nimetatakse absoluutseks.
Valemi alusel võetakse kasutusele temperatuuriskaala, mis ei sõltu temperatuuri mõõtmiseks kasutatava aine iseloomust.
Kõige olulisem makroskoopiline parameeter, mis iseloomustab keha statsionaarset tasakaaluolekut, on temperatuur.
Temperatuur on molekulide kaootilise translatsioonilise liikumise keskmise kineetilise energia mõõt. keha.
MKT põhivõrrandist kujul = ja temperatuuri määratlusest kujul = kT tuleneb kõige olulisem tagajärg:
Absoluutne temperatuur on molekulide liikumise keskmise kineetilise energia mõõt.
Molekulide kaootilise translatsioonilise liikumise keskmine kineetiline energia on võrdeline termodünaamilise (või absoluutse) temperatuuriga:
KT Þ = kT Þ == kT
Mida kõrgem on temperatuur, seda kiiremini molekulid liiguvad.
k \u003d 1,38 * 10-23 J / K - Boltzmanni konstant
Boltzmanni konstant on koefitsient, mis teisendab temperatuuri kraadist (K) energiamõõduks (J) ja vastupidi.
Termodünaamilise temperatuuri ühik on K (Kelvin)
Kineetiline energia ei saa olla negatiivne. Seetõttu ei saa ka termodünaamiline temperatuur olla negatiivne. See kaob, kui molekulide kineetiline energia muutub nulliks.
Absoluutne null (0K) on temperatuur, mille juures molekulide liikumine peab peatuma.
Molekulide soojusliikumise kiiruse hindamiseks gaasis arvutame kiiruse keskmise ruudu:
Korrutist kNa \u003d R \u003d 8,31 J / (mol * K) nimetatakse gaasi molaarseks konstandiks
Molekulide ruutkeskmine kiirus:
See kiirus on väärtuselt lähedane keskmisele ja kõige tõenäolisemale kiirusele ning annab aimu molekulide soojusliikumise kiirusest ideaalses gaasis.
Samal temperatuuril on gaasimolekulide soojusliikumise kiirus seda suurem, mida madalam on selle M. (0 °C juures on molekulide kiirus mitusada m/s)
Sama rõhu ja temperatuuri korral on kõigi gaaside molekulide kontsentratsioon sama:
KT Þ p = nkT , kus n = N/V on molekulide kontsentratsioon antud mahus
Siin kehtib Avogadro seadus:
Võrdsed kogused gaase samal temperatuuril ja rõhul sisaldavad sama arvu molekule.
Celsiuse skaala - võrdluspunkt - jää sulamistemperatuur 0oC, vee keemistemperatuur -100oC
Kelvini skaala - võrdluspunkt - absoluutne null - 0oK (-273,15oC)
tоК = tоС -273
Fahrenheiti skaala – võrdluspunkt – madalaim temperatuur, mis Fahrenheitil õnnestus vee, jää ja meresoola segust saada – 0oF, ülemine võrdluspunkt – inimese kehatemperatuur – 96oF
SELGITA
KLAIPERONI-MENDELEJEVI VÕRDS (acc.10kl.p.248-251)
(Ideaalne gaasi võrrand)
Ideaalse gaasi molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand
Üleminek mikroskoopilistest gaasiparameetritest makroskoopilistele
Loschmidti konstant - tähendus ja mõõtühikud
Keskmine kaugus ideaalsete gaasiosakeste vahel
Ideaalse gaasi olekuvõrrand - Klaiperon-Mendelejev
Universaalne gaasikonstant
Claiperoni-Mendelejevi võrrandi füüsikaline tähendus
p \u003d n - ideaalse gaasi MKT põhivõrrand
Mine lehele: 43
