පරිමාව හා පීඩනය අනුපාතය. ගෑස් රාජ්යයේ මූලික නීති. ප්‍රායෝගික යෙදීමේ සීමාවන්

වායුවක ස්කන්ධය සහ පරිමාව නියතව පවතින විට එහි පීඩනය උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතින ආකාරය සලකා බලන්න.

අපි ගෑස් සමඟ සංවෘත භාජනයක් ගනිමු, අපි එය උණුසුම් කරමු (රූපය 4.2). අපි උෂ්ණත්වමානයක් සමඟ ගෑස් උෂ්ණත්වය සහ මනෝමීටරය M සමඟ පීඩනය තීරණය කරන්නෙමු.

පළමුව, අපි යාත්‍රාව දියවන හිම වල තබා වායු පීඩනය 0 ° C දී දක්වන්නෙමු, ඉන්පසු අපි ක්‍රමයෙන් පිටත භාජනය රත් කර වායුව සඳහා අගයන් සටහන් කරමු. එවැනි අත්දැකීම් මත පදනම්ව ගොඩනගා ඇති යැපීම පිළිබඳ ප්රස්ථාරය සරල රේඛාවක ස්වරූපය ඇති බව පෙනී යයි (රූපය 4.3, අ). අපි මෙම ප්‍රස්ථාරය වමට දිගටම කරගෙන ගියහොත්, එය ශුන්‍ය වායු පීඩනයට අනුරූප වන A ලක්ෂ්‍යයේ abscissa අක්ෂය සමඟ ඡේදනය වේ.

රූපයේ දැක්වෙන ත්‍රිකෝණවල සමානතාවයෙන්. 4.3, හෝ ඔබට ලිවිය හැකිය:

අපි y මගින් නියතය දක්වන්නේ නම්, අපට ලැබේ

විස්තර කරන ලද අත්හදා බැලීම් වලදී සමානුපාතිකත්වයේ සංගුණකයේ අර්ථය y එහි වර්ගය මත වායු පීඩනය වෙනස් වීමේ යැපීම ප්රකාශ කළ යුතුය.

නියත පරිමාවකින් සහ නියත වායු ස්කන්ධයකින් උෂ්ණත්වය වෙනස් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී එහි වර්ගය මත වායු පීඩනය වෙනස් වීමේ යැපීම සංලක්ෂිත අගය පීඩන උෂ්ණත්ව සංගුණකය ලෙස හැඳින්වේ. පීඩන උෂ්ණත්ව සංගුණකය පෙන්නුම් කරන්නේ 0 ° C දී ගන්නා ලද වායුවක පීඩනයේ කොටස කුමක්ද, රත් වූ විට එහි පීඩනය වෙනස් වේ

අපි SI හි උෂ්ණත්ව සංගුණකයේ y ඒකකය ව්‍යුත්පන්න කරමු:

විවිධ ස්කන්ධවල විවිධ වායූන් සඳහා විස්තර කරන ලද අත්හදා බැලීම පුනරුච්චාරණය කිරීමෙන්, පර්යේෂණාත්මක දෝෂ තුළ, සියලු ප්‍රස්ථාර සඳහා ලක්ෂ්‍ය A එකම ස්ථානයේ ලබා ගන්නා බව තහවුරු කළ හැකිය (රූපය 4.3, b). මෙම අවස්ථාවෙහිදී, OA කොටසෙහි දිග සමාන වේ, මේ අනුව, සෑම අවස්ථාවකදීම, වායු පීඩනය අතුරුදහන් විය යුතු උෂ්ණත්වය සමාන හා සමාන වන අතර පීඩන උෂ්ණත්ව සංගුණකය y හි නිශ්චිත අගය බව සලකන්න. වේ

අත්හදා බැලීම් වලින්, y හි අගය මුලින්ම තීරණය කරනු ලැබුවේ ප්‍රංශ භෞතික විද්‍යාඥ ජේ. චාල්ස් විසින්, ඔහු 1787 දී පහත නියමය ස්ථාපිත කරන ලදී: පීඩනවල උෂ්ණත්ව සංගුණකය වායු වර්ගය මත රඳා නොපවතින අතර සමාන වේ.මෙය සත්‍ය වන්නේ සඳහා පමණක් බව සලකන්න. අඩු ඝනත්වයක් ඇති සහ කුඩා උෂ්ණත්ව වෙනස්වීම් ඇති වායූන්; ඉහළ පීඩන හෝ අඩු උෂ්ණත්වවලදී, y වායු වර්ගය මත රඳා පවතී. පරමාදර්ශී වායුවක් පමණක් චාල්ස්ගේ නීතියට හරියටම කීකරු වේ.

හැදින්වීම

පරිපූර්ණ වායුවක තත්වය මනින ලද ප්රමාණවලින් සම්පූර්ණයෙන්ම විස්තර කෙරේ: පීඩනය, උෂ්ණත්වය, පරිමාව. මෙම ප්‍රමාණ තුන අතර අනුපාතය මූලික වායු නියමය මගින් තීරණය වේ:

අරමුණ

බොයිල්-මැරියට් නීතිය තහවුරු කිරීම.

විසඳිය යුතු කාර්යයන්

වායුවේ උෂ්ණත්වය නියත වන බැවින් පරිමාව වෙනස් කිරීමේදී සිරින්ජයක වායු පීඩනය මැනීම.

පර්යේෂණාත්මක සැකසුම

උපකරණ සහ උපාංග

පීඩන මානය

අතින් රික්තක පොම්පය

මෙම අත්හදා බැලීමේදී, බොයිල්-මැරියෝට් නියමය රූප සටහන 1 හි පෙන්වා ඇති සැකසුම භාවිතයෙන් තහවුරු කර ඇත. සිරින්ජයේ වායු පරිමාව පහත පරිදි තීරණය වේ:

මෙහි p 0 යනු වායුගෝලීය පීඩනය වන අතර p යනු පීඩන මානයකින් මනිනු ලබන පීඩනයයි.

වැඩ පිළිවෙල

සිරින්ජයේ ජලනල මිලි ලීටර් 50 ලකුණට සකසන්න.

අත් වැකුම් පොම්පයේ සම්බන්ධක සොඬ නළයේ නිදහස් කෙළවර සිරින්ජයේ පිටවන ස්ථානයට තදින් තල්ලු කරන්න.

පිස්ටනය දිගු කරන අතරතුර, පරිමාව මිලි ලීටර් 5 කින් වැඩි කරන්න, පීඩන මානයක කියවීම් කළු පරිමාණයෙන් සටහන් කරන්න.

පිස්ටනය යටතේ පීඩනය තීරණය කිරීම සඳහා, වායුගෝලීය පීඩනයෙන් පැස්කල් වලින් ප්රකාශිත මොනොමීටරයේ කියවීම් අඩු කිරීම අවශ්ය වේ. වායුගෝලීය පීඩනය ආසන්න වශයෙන් 1 බාර්, එය 100,000 Pa ට අනුරූප වේ.

මිනුම් ප්රතිඵල සැකසීම සඳහා, සම්බන්ධක සොඬ නළයේ වාතය පැමිණීම සැලකිල්ලට ගත යුතුය. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, ටේප් මිනුමකින් හෝස් එකේ දිග මැනීම මගින් සම්බන්ධක හෝස් පරිමාව මැනීම සහ බිත්ති ඝණත්වය 1.5 මි.මී.

පීඩනයට සාපේක්ෂව මනින ලද වායු පරිමාව සැලසුම් කරන්න.

බොයිල්-මැරියට් නියමය සහ කුමන්ත්රණය භාවිතා කරමින් නියත උෂ්ණත්වයේ පීඩනය මත පරිමාවේ යැපීම ගණනය කරන්න.

න්‍යායාත්මක සහ පර්යේෂණාත්මක යැපීම් සසඳන්න.

2133. නියත පරිමාවේ උෂ්ණත්වය මත වායු පීඩනය රඳා පැවතීම (චාල්ස් නීතිය)

හැදින්වීම

යම් වායු ස්කන්ධයක නියත පරිමාවක කොන්දේසිය යටතේ උෂ්ණත්වය මත වායු පීඩනය රඳා පැවතීම සලකා බලන්න. මෙම අධ්‍යයනයන් ප්‍රථම වරට 1787 දී Jacques Alexandre Cesar Charles (1746-1823) විසින් සිදු කරන ලදී. පටු වක්ර නලයක් ආකාරයෙන් රසදිය මනෝමීටරයකට සම්බන්ධ විශාල ප්ලාස්ක් තුළ වායුව රත් කරන ලදී. රත් වූ විට ප්ලාස්ක් පරිමාවේ නොසැලකිලිමත් වැඩිවීමක් නොසලකා හැරීම සහ රසදිය පටු මනෝමිතික නලයක් තුළ විස්ථාපනය වන විට පරිමාවේ සුළු වෙනසක්. මේ අනුව, ගෑස් පරිමාව නොවෙනස්ව සැලකිය හැකිය. නළය වටා ඇති භාජනයේ ජලය රත් කිරීමෙන්, උෂ්ණත්වමානයක් භාවිතයෙන් වායුවේ උෂ්ණත්වය මනිනු ලැබේ. ටී, සහ අනුරූප පීඩනය ආර්- manometer මගින්. දියවන අයිස්වලින් යාත්රාව පිරවීමෙන් පීඩනය තීරණය විය ආර් පිළිබඳ, සහ අනුරූප උෂ්ණත්වය ටී පිළිබඳ. 0  C දී නම් පීඩනය ඇති බව සොයා ගන්නා ලදී ආර් පිළිබඳ , එවිට 1  C කින් රත් කළ විට, පීඩන වැඩි වීම සිදු වේ  ආර් පිළිබඳ.  හි අගය සියලුම වායූන් සඳහා එකම අගය (වඩාත් නිවැරදිව, ආසන්න වශයෙන් සමාන) ඇත, එනම් 1/273  C -1.  හි අගය පීඩනයෙහි උෂ්ණත්ව සංගුණකය ලෙස හැඳින්වේ.

0  C උෂ්ණත්වයකදී එහි පීඩනය දන්නේ නම් ඕනෑම උෂ්ණත්වයකදී වායුවක පීඩනය ගණනය කිරීමට චාල්ස් නියමය ඔබට ඉඩ සලසයි. දී ඇති වායු ස්කන්ධයක පීඩනය 0  C දී ඇති පරිමාවක දී ඉඩ දෙන්න. පි o, සහ උෂ්ණත්වයේ එකම වායුවේ පීඩනය ටීපි. දක්වා උෂ්ණත්වය වෙනස් වේ ටී, සහ පීඩනය වෙනස් වේ  ආර් පිළිබඳ ටී, එවිට පීඩනය ආර්සමාන:

ඉතා අඩු උෂ්ණත්වවලදී, වායුව ද්රවීකරණයේ තත්වයට ළඟා වන විට, සහ අධික ලෙස සම්පීඩිත වායු සම්බන්ධයෙන්ද, චාල්ස් නියමය අදාළ නොවේ. චාල්ස්ගේ නීතියේ සහ සමලිංගික-ලුසැක්ගේ නීතියේ ඇතුළත්  සහ  සංගුණකවල අහඹු සිදුවීම අහම්බයක් නොවේ. වායූන් නියත උෂ්ණත්වයේ දී බොයිල්-මැරියට් නියමයට අවනත වන බැවින්,  සහ  එකිනෙකට සමාන විය යුතුය.

පීඩනයෙහි උෂ්ණත්ව සංගුණකයේ අගය පීඩනයෙහි උෂ්ණත්වය රඳා පවතින සූත්‍රයට ආදේශ කරමු:

වටිනාකම ( 273+ ටී) නව උෂ්ණත්ව පරිමාණයකින් මනින ලද උෂ්ණත්ව අගයක් ලෙස සැලකිය හැකි අතර, එහි ඒකකය සෙල්සියස් පරිමාණයට සමාන වන අතර, සෙල්සියස් පරිමාණයේ ශුන්‍ය ලෙස ගත් ලක්ෂ්‍යයට පහළින් 273  පිහිටා ඇති ලක්ෂ්‍යය, එනම් දියවීම. අයිස් ලක්ෂය . මෙම නව පරිමාණයේ ශුන්‍ය නිරපේක්ෂ ශුන්‍ය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම නව පරිමාණය තාප ගතික උෂ්ණත්ව පරිමාණය ලෙස හැඳින්වේ ටී ටී+273  .

එවිට, නියත පරිමාවකින්, චාල්ස්ගේ නියමය වලංගු වේ:

අරමුණ

චාල්ස්ගේ නීතිය පරීක්ෂා කිරීම

විසඳිය යුතු කාර්යයන්

නියත පරිමාවේ උෂ්ණත්වය මත වායු පීඩනය රඳා පැවැත්ම තීරණය කිරීම

නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්ව පරිමාණය නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්ව පරිමාණය නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්ව පරිමාණය තීරණය කිරීම

ආරක්ෂාව

අවධානය: වැඩ කිරීමේදී වීදුරු භාවිතා වේ.

ගෑස් උෂ්ණත්වමානයක් සමඟ වැඩ කිරීමේදී අතිශයින්ම පරෙස්සම් වන්න; වීදුරු බඳුන සහ මිනුම් කෝප්පය.

උණු වතුර සමඟ වැඩ කිරීමේදී අතිශයින්ම පරෙස්සම් වන්න.

පර්යේෂණාත්මක සැකසුම

උපකරණ සහ උපාංග

ගෑස් උෂ්ණත්වමානය

ජංගම CASSY රසායනාගාරය

තාපජ යුගලය

විදුලි උණුසුම් තහඩුව

වීදුරු මිනුම් කෝප්පය

වීදුරු බඳුනක්

අතින් රික්තක පොම්පය

අත් පොම්පයක් භාවිතයෙන් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී වාතය පොම්ප කරන විට, වායු තීරුව මත පීඩනය නිර්මාණය වේ р0 + р, එහිදී ආර් 0 - බාහිර පීඩනය. රසදිය බිඳුවක් ද වායු තීරුවක් මත පීඩනයක් ඇති කරයි:

මෙම අත්හදා බැලීමේදී, මෙම නියමය ගෑස් උෂ්ණත්වමානයක් භාවිතයෙන් තහවුරු වේ. උෂ්ණත්වමානය 90 ° C පමණ උෂ්ණත්වයකදී ජලය තුළ තබා ඇති අතර මෙම පද්ධතිය ක්රමයෙන් සිසිල් කරනු ලැබේ. අතින් ගෙන යා හැකි රික්තක පොම්පයක් සමඟ ගෑස් උෂ්ණත්වමානය ඉවත් කිරීමෙන්, සිසිලනය අතරතුර වාතයේ නියත පරිමාවක් පවත්වා ගෙන යනු ලැබේ.

වැඩ පිළිවෙල

ගෑස් උෂ්ණත්වමානයේ තොප්පිය විවෘත කරන්න, උෂ්ණත්වමානයට අත් වැකුම් පොම්පයක් සම්බන්ධ කරන්න.

රූපයේ වම් පසින් පෙන්වා ඇති පරිදි උෂ්ණත්වමානය ප්රවේශමෙන් හරවන්න. 2 සහ රසදිය බිංදුවක් a ලක්ෂ්‍යයේ ඇති පරිදි පොම්පයක් භාවිතයෙන් එයින් වාතය ඉවත් කරන්න (රූපය 2 බලන්න).

රසදිය බිංදුව ලක්ෂ්‍යයේ එකතු වූ පසු a) සිදුර සහිත උෂ්ණත්වමානය ඉහළට හරවා බලහත්කාරයෙන් වාතය පිටකරන්න b) පොම්පය මත (රූපය 2 බලන්න) රසදිය ජල බිඳිති කිහිපයකට වෙන් නොවන පරිදි ප්‍රවේශමෙන්.

උණුසුම් තහඩුවක් මත වීදුරු බඳුනක ජලය 90 ° C දක්වා රත් කරන්න.

වීදුරු භාජනයකට උණු වතුර වත් කරන්න.

යාත්රාව තුළ ගෑස් උෂ්ණත්වමානයක් තබන්න, ට්රයිපොඩ් මත එය සවි කරන්න.

තාපකයක් වතුරේ තබන්න, මෙම පද්ධතිය ක්රමයෙන් සිසිල් කරයි. අතින් ගෙන යා හැකි රික්තක පොම්පයක් භාවිතයෙන් වායු උෂ්ණත්වමානයෙන් වාතය ඉවත් කිරීමෙන්, සම්පූර්ණ සිසිලන ක්‍රියාවලිය පුරාම වායු තීරුවේ නියත පරිමාවක් පවත්වා ගන්න.

පීඩන මානය කියවීම වාර්තා කරන්න  ආර්සහ උෂ්ණත්වය ටී.

සම්පූර්ණ වායු පීඩනය මත යැපීම සැලසුම් කරන්න පි 0 +පි+පි C පමණ උෂ්ණත්වයේ සිට Hg.

එය x අක්ෂය සමඟ ඡේදනය වන තෙක් ප්‍රස්ථාරය දිගටම කරගෙන යන්න. ඡේදනය උෂ්ණත්වය තීරණය කරන්න, ප්රතිඵල පැහැදිලි කරන්න.

බෑවුමේ ස්පර්ශකයෙන් පීඩනයෙහි උෂ්ණත්ව සංගුණකය තීරණය කරන්න.

චාල්ස්ගේ නීතියට අනුව නියත පරිමාවේ උෂ්ණත්වය මත පීඩනය රඳා පැවතීම ගණනය කර එය සැලසුම් කරන්න. න්‍යායාත්මක සහ පර්යේෂණාත්මක යැපීම් සසඳන්න.

XVII - XIX සියවස් වලදී, පරමාදර්ශී වායු පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක නීති සකස් කරන ලදී. අපි ඒවා කෙටියෙන් සිහිපත් කරමු.

අයිඩියල් වායු සමස්ථානික- එක් පරාමිතියක් නොවෙනස්ව පවතින ක්‍රියාවලි.

1. Isochoric ක්රියාවලිය . චාල්ස්ගේ නීතිය. V = const.

Isochoric ක්රියාවලියසිදු වන ක්රියාවලිය ලෙස හැඳින්වේ නියත පරිමාවවී. මෙම isochoric ක්රියාවලිය තුළ වායු හැසිරීම කීකරු වේ චාල්ස් නීතිය :

නියත පරිමාවක් සහ වායු ස්කන්ධයේ සහ එහි මවුල ස්කන්ධයේ නියත අගයන් සමඟ, වායු පීඩනය එහි නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වයට අනුපාතය නියතව පවතී: P / T= const.

අයිසොකොරික් ක්‍රියාවලියේ ප්‍රස්තාරය පී.වී- රූප සටහන ලෙස හැඳින්වේ isochore . මත isochoric ක්රියාවලියේ ප්රස්ථාරය දැනගැනීම ප්රයෝජනවත් වේ RT- හා VT-රූප සටහන් (රූපය 1.6). Isochore සමීකරණය:

එහිදී Р 0 - 0 ° С දී පීඩනය, α - වායු පීඩනයේ උෂ්ණත්ව සංගුණකය 1/273 deg -1 ට සමාන වේ. එවැනි යැපීමක ප්‍රස්ථාරය Pt-රූප සටහනෙහි රූප සටහන 1.7 හි පෙන්වා ඇති ආකෘතිය ඇත.

සහල්. 1.7

2. isobaric ක්රියාවලිය. සමලිංගික-ලුසැක්ගේ නීතිය.ආර්= const.

Isobaric ක්‍රියාවලියක් යනු P නියත පීඩනයකදී සිදුවන ක්‍රියාවලියකි . සමස්ථානික ක්‍රියාවලියක වායුවක හැසිරීම කීකරු වේ සමලිංගික-ලුසැක්ගේ නීතිය:

වායුවේ සහ එහි මවුල ස්කන්ධයේ ස්කන්ධයේ නියත පීඩනය සහ නියත අගයන්හිදී, වායුවේ පරිමාව එහි නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වයට අනුපාතය නියතව පවතී: V/T= const.

සමස්ථානික ක්‍රියාවලියේ ප්‍රස්තාරය ක්‍රියාත්මකයි VT- රූප සටහන ලෙස හැඳින්වේ isobar . මත isobaric ක්රියාවලියේ ප්රස්ථාර දැනගැනීම ප්රයෝජනවත් වේ පී.වී- හා RT-රූප සටහන් (රූපය 1.8).

සහල්. 1.8

ඉසොබාර් සමීකරණය:

α \u003d 1/273 deg -1 - පරිමාව ප්රසාරණය කිරීමේ උෂ්ණත්ව සංගුණකය. එවැනි යැපීමක ප්‍රස්ථාරය Vtරූප සටහනෙහි රූප සටහන 1.9 හි පෙන්වා ඇති ආකෘතිය ඇත.

සහල්. 1.9

3. සමෝෂ්ණ ක්රියාවලිය. බොයිල්ගේ නීතිය - මැරියට්.ටී= const.

සම තාපක්‍රියාවලිය යනු කවදා හෝ සිදුවන ක්‍රියාවලියකි නියත උෂ්ණත්වයටී.

සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලියක පරමාදර්ශී වායුවක හැසිරීම කීකරු වේ බොයිල්-මැරියට් නීතිය:

නියත උෂ්ණත්වයකදී සහ වායු ස්කන්ධයේ සහ එහි මවුල ස්කන්ධයේ නියත අගයන්හිදී, වායු පරිමාවේ නිෂ්පාදිතය සහ එහි පීඩනය නියතව පවතී: පී.වී= const.

සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියේ රූප සටහන පී.වී- රූප සටහන ලෙස හැඳින්වේ isotherm . මත සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියේ ප්රස්ථාර දැනගැනීම ප්රයෝජනවත් වේ VT- හා RT-රූප සටහන් (රූපය 1.10).

සහල්. 1.10

සමෝෂ්ණ සමීකරණය:

(1.4.5)

4. adiabatic ක්රියාවලිය(සමාවර්තීය):

adiabatic ක්‍රියාවලියක් යනු පරිසරය සමඟ තාප හුවමාරුවකින් තොරව සිදුවන තාප ගතික ක්‍රියාවලියකි.

5. polytropic ක්රියාවලිය.වායුවක තාප ධාරිතාව නියතව පවතින ක්‍රියාවලියකි.පොලිට්‍රොපික් ක්‍රියාවලියක් යනු ඉහත ලැයිස්තුගත කර ඇති සියලුම ක්‍රියාවලීන්ගේ සාමාන්‍ය අවස්ථාවකි.

6. ඇවගාඩ්රෝ නීතිය.එකම පීඩන සහ එකම උෂ්ණත්වවලදී, විවිධ පරමාදර්ශී වායුවල සමාන පරිමාවක එකම අණු සංඛ්යාවක් අඩංගු වේ. විවිධ ද්‍රව්‍යවල එක් මවුලයක N A අඩංගු වේ\u003d 6.02 10 23 අණු (Avogadro අංකය).

7. ඩෝල්ටන්ගේ නීතිය.පරමාදර්ශී වායු මිශ්‍රණයක පීඩනය එහි ඇතුළත් වායූන්ගේ P අර්ධ පීඩන එකතුවට සමාන වේ:

(1.4.6)

ආංශික පීඩනය Pn යනු ලබා දී ඇති වායුවක් මුළු පරිමාවම අල්ලා ගන්නේ නම් එය ඇති කරන පීඩනයයි.

හිදී , වායු මිශ්රණයේ පීඩනය.

අර්ථ දැක්වීම

වායුවේ තත්වයේ එක් පරාමිතියක් නියතව පවතින ක්‍රියාවලි ලෙස හැඳින්වේ isoprocesses.

අර්ථ දැක්වීම

ගෑස් නීතිපරමාදර්ශී වායුවක සමස්ථානික ක්‍රියාවලිය විස්තර කරන නීති වේ.

වායු නියමයන් පර්යේෂණාත්මකව සොයා ගන්නා ලද නමුත් ඒවා සියල්ලම මෙන්ඩලීව්-ක්ලැපේරොන් සමීකරණයෙන් ලබා ගත හැකිය.

අපි ඒ එක් එක් සලකා බලමු.

බොයිල්-මැරියෝට්ගේ නියමය (සමාවිතාප ක්‍රියාවලිය)

සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියවායුවක උෂ්ණත්වය නියතව පවතින පරිදි එහි තත්වය වෙනස් වීම හැඳින්වේ.

නියත උෂ්ණත්වයකදී නියත වායු ස්කන්ධයක් සඳහා, වායු පීඩනයේ සහ පරිමාවේ නිෂ්පාදිතය නියත අගයකි:

එකම නීතිය වෙනත් ආකාරයකින් නැවත ලිවිය හැකිය (පරමාදර්ශී වායුවක අවස්ථා දෙකක් සඳහා):

මෙම නීතිය Mendeleev-Clapeyron සමීකරණයෙන් පහත දැක්වේ:

නිසැකවම, නියත වායු ස්කන්ධයකදී සහ නියත උෂ්ණත්වයකදී, සමීකරණයේ දකුණු පැත්ත නියතව පවතී.

නියත උෂ්ණත්වයේ වායු පරාමිතීන්ගේ යැපීම පිළිබඳ ප්රස්ථාර හැඳින්වේ isotherms.

අකුරෙන් නියතය දැක්වීම, අපි සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලියක පරිමාව මත පීඩනයේ ක්‍රියාකාරී යැපීම ලියන්නෙමු:

වායුවක පීඩනය එහි පරිමාවට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වන බව දැකිය හැකිය. ප්‍රතිලෝම සමානුපාතික ප්‍රස්ථාරය, සහ, ඒ අනුව, ඛණ්ඩාංකවල සම තාපයෙහි ප්‍රස්ථාරය හයිපර්බෝලා වේ(රූපය 1, a). රූප සටහන 1 b) සහ c) ඛණ්ඩාංකවල සහ පිළිවෙලින් සමෝෂ්ණත්වය පෙන්වයි.

Fig.1. විවිධ ඛණ්ඩාංකවල සමෝෂ්ණ ක්රියාවලීන්ගේ ප්රස්ථාර

සමලිංගික-ලුසැක්ගේ නීතිය (අයිසොබාරික් ක්‍රියාවලිය)

isobaric ක්රියාවලියවායුවක පීඩනය නියතව පවතින පරිදි එහි තත්වය වෙනස් වීම හැඳින්වේ.

නියත පීඩනයකදී නියත වායු ස්කන්ධයක් සඳහා, වායු පරිමාවේ උෂ්ණත්වයේ අනුපාතය නියත අගයකි:

මෙම නීතිය Mendeleev-Clapeyron සමීකරණයෙන් ද අනුගමනය කරයි:

isobars.

පීඩන සහ මාතෘකාව සහිත සමස්ථානික ක්‍රියාවලි දෙකක් සලකා බලන්න=(!LANG:QuickLaTeX.com විසින් ලබා දෙන ලදී" height="18" width="95" style="vertical-align: -4px;">. В координатах и изобары будут иметь вид прямых линий, перпендикулярных оси (рис.2 а,б).!}

ඛණ්ඩාංකවල ප්‍රස්ථාර වර්ගය තීරණය කරමු.අකුරු සමඟ නියතය දැක්වීම, සමස්ථානික ක්‍රියාවලියේදී උෂ්ණත්වය මත පරිමාවේ ක්‍රියාකාරී යැපීම අපි ලියන්නෙමු:

නියත පීඩනයකදී වායුවක පරිමාව එහි උෂ්ණත්වයට සෘජුව සමානුපාතික වන බව දැකිය හැකිය. සෘජු සමානුපාතිකත්ව ප්‍රස්ථාරය, සහ, ඒ අනුව, ඛණ්ඩාංකවල ඇති isobar හි ප්‍රස්ථාරය මූලාරම්භය හරහා ගමන් කරන සරල රේඛාවකි(රූපය 2, c). යථාර්ථය නම්, ප්‍රමාණවත් තරම් අඩු උෂ්ණත්වවලදී, සියලුම වායූන් ද්‍රව බවට හැරෙන අතර, ගෑස් නීති තවදුරටත් අදාළ නොවේ. එබැවින්, මූලාරම්භය ආසන්නයේ, Fig. 2, c) හි isobars තිත් රේඛා මගින් දැක්වේ.

Fig.2. විවිධ ඛණ්ඩාංකවල සමස්ථානික ක්රියාවලීන්ගේ ප්රස්ථාර

චාල්ස් නීතිය (අයිසොකොරික් ක්‍රියාවලිය)

Isochoric ක්රියාවලියවායුවක පරිමාව නියතව පවතින පරිදි එහි තත්වය වෙනස් වීම හැඳින්වේ.

නියත පරිමාවක නියත වායු ස්කන්ධයක් සඳහා, වායු පීඩනය එහි උෂ්ණත්වයට අනුපාතය නියත අගයකි:

වායුවක අවස්ථා දෙකක් සඳහා, මෙම නීතිය මෙසේ ලිවිය හැකිය:

මෙම නීතිය Mendeleev-Clapeyron සමීකරණයෙන්ද ලබාගත හැක.

නියත පීඩනයකදී ගෑස් පරාමිතීන් යැපීම පිළිබඳ ප්රස්තාර ලෙස හැඳින්වේ isochores.

වෙළුම් සහ මාතෘකාව සහිත සමස්ථානික ක්‍රියාවලි දෙකක් සලකා බලන්න="(! LANG: QuickLaTeX.com විසින් ලබා දෙන ලදී" height="18" width="98" style="vertical-align: -4px;">. В координатах и графиками изохор будут прямые, перпендикулярные оси (рис.3 а, б).!}

ඛණ්ඩාංකවල සමස්ථානික ක්‍රියාවලියේ ප්‍රස්ථාර වර්ගය තීරණය කිරීම සඳහා, අපි ලිපියෙන් චාල්ස් නියමයේ නියතය දක්වන්නෙමු, අපට ලැබෙන්නේ:

මේ අනුව, නියත පරිමාවේ උෂ්ණත්වය මත පීඩනයෙහි ක්රියාකාරී යැපීම සෘජු සමානුපාතිකත්වයකි, එවැනි යැපීමක ප්රස්ථාරය සම්භවය හරහා ගමන් කරන සරල රේඛාවකි (රූපය 3, c).

Fig.3. විවිධ ඛණ්ඩාංකවල සමස්ථානික ක්රියාවලීන්ගේ ප්රස්ථාර

ගැටළු විසඳීමේ උදාහරණ

උදාහරණ 1

ව්‍යායාම කරන්න	වායු පරිමාව හතරෙන් එකකින් අඩු වන පරිදි ආරම්භක උෂ්ණත්වයක් සහිත යම් වායු ස්කන්ධයක් සමාවයවික ලෙස සිසිල් කළ යුත්තේ කුමන උෂ්ණත්වයටද?
විසඳුමක්	සමලිංගික ක්‍රියාවලිය සමලිංගික-ලුසැක් නීතිය මගින් විස්තර කෙරේ: ගැටලුවේ තත්වය අනුව, සමස්ථානික සිසිලනය හේතුවෙන් වායුවේ පරිමාව හතරෙන් එකකින් අඩු වේ, එබැවින්: වායුවේ අවසාන උෂ්ණත්වය කොතැනින්ද: අපි ඒකක SI පද්ධතියට පරිවර්තනය කරමු: ආරම්භක වායු උෂ්ණත්වය. අපි ගණනය කරමු:
පිළිතුර	වායුව උෂ්ණත්වයකට සිසිල් කළ යුතුය

උදාහරණ 2

ව්‍යායාම කරන්න	සංවෘත භාජනයක 200 kPa පීඩනයකදී වායුවක් අඩංගු වේ. උෂ්ණත්වය 30% කින් වැඩි කළහොත් වායුවේ පීඩනය කොපමණ වේද?
විසඳුමක්	ගෑස් කන්ටේනරය වසා ඇති බැවින්, වායුවේ පරිමාව වෙනස් නොවේ. අයිසොකොරික් ක්‍රියාවලිය චාල්ස්ගේ නීතිය මගින් විස්තර කෙරේ: ගැටලුවේ තත්වය අනුව, ගෑස් උෂ්ණත්වය 30% කින් වැඩි විය, එබැවින් අපට ලිවිය හැකිය: චාල්ස්ගේ නීතියට අවසාන සම්බන්ධතාවය ආදේශ කිරීම, අපට ලැබෙන්නේ: අපි ඒකක SI පද්ධතියට පරිවර්තනය කරමු: ආරම්භක වායු පීඩනය kPa \u003d Pa. අපි ගණනය කරමු:
පිළිතුර	වායු පීඩනය 260 kPa ට සමාන වනු ඇත.

උදාහරණ 3

ව්‍යායාම කරන්න	ගුවන් යානයේ ඔක්සිජන් පද්ධතිය සමන්විත වේ Pa හි පීඩනයකදී ඔක්සිජන්. උපරිම එසවුම් උසේදී, නියමුවා මෙම පද්ධතිය දොඹකරයක් භාවිතයෙන් දොඹකරයක් සහිත හිස් සිලින්ඩරයක් සමඟ සම්බන්ධ කරයි. එය තුළ ස්ථාපිත වන්නේ කුමන පීඩනයද? වායුව ප්රසාරණය කිරීමේ ක්රියාවලිය නියත උෂ්ණත්වයකදී සිදු වේ.
විසඳුමක්	සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලිය බොයිල්-මැරියට් නීතිය මගින් විස්තර කෙරේ:

විවරණ:මාතෘකාව පිළිබඳ සාම්ප්‍රදායික ඉදිරිපත් කිරීම, පරිගණක ආකෘතියක් පිළිබඳ ආදර්ශනයකින් පරිපූරණය කර ඇත.

පදාර්ථයේ සමස්ථ අවස්ථා තුනෙන් සරලම තත්වය වන්නේ වායුමය තත්ත්වයයි. වායූන් තුළ, අණු අතර ක්රියා කරන බලවේග කුඩා වන අතර ඇතැම් තත්වයන් යටතේ ඒවා නොසලකා හැරිය හැක.

ගෑස් ලෙස හැඳින්වේ පරිපූර්ණ , නම්:

අණු වල ප්රමාණය නොසලකා හැරිය හැක, i.e. අණු ද්රව්යමය ලක්ෂ්ය ලෙස සැලකිය හැකිය;

අපට අණු අතර අන්තර්ක්‍රියා බල නොසලකා හැරිය හැක (අණු වල අන්තර්ක්‍රියා විභව ශක්තිය ඒවායේ චාලක ශක්තියට වඩා බෙහෙවින් අඩු ය);

අණු එකිනෙක හා යාත්රාවේ බිත්ති සමඟ ගැටීම සම්පූර්ණයෙන්ම ප්රත්යාස්ථ ලෙස සැලකිය හැකිය.

සැබෑ වායූන් පරමාදර්ශයට ආසන්න ගුණ ඇත:

සාමාන්‍ය තත්වයන්ට ආසන්න තත්වයන් (t = 0 0 C, p = 1.03 10 5 Pa);

ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී.

පරමාදර්ශී වායූන්ගේ හැසිරීම පාලනය කරන නීති බොහෝ කලකට පෙර පර්යේෂණාත්මකව සොයා ගන්නා ලදී. ඉතින්, බොයිල්ගේ නීතිය - Mariotte 17 වන සියවසේදී පිහිටුවන ලදී. අපි මෙම නීතිවල සූත්‍රගත කිරීම් ලබා දෙමු.

බොයිල්ගේ නීතිය - මැරියට්.වායුව එහි උෂ්ණත්වය නියතව තබා ඇති තත්වයන් යටතේ පවතින්න (එවැනි කොන්දේසි ලෙස හැඳින්වේ සමාවයවික ) එවිට දී ඇති වායු ස්කන්ධයක් සඳහා, පීඩනයේ සහ පරිමාවේ ගුණිතය නියත අගයකි:

මෙම සූත්රය ලෙස හැඳින්වේ සමාවයවික සමීකරණය. රූපමය වශයෙන්, විවිධ උෂ්ණත්වයන් සඳහා V මත p යැපීම රූපයේ දැක්වේ.

පරිමාවේ වෙනසක් සමඟ පීඩනය වෙනස් කිරීමට ශරීරයේ දේපල ලෙස හැඳින්වේ සම්පීඩනය. පරිමාව වෙනස් වීම T=const හි සිදුවේ නම්, සම්පීඩ්‍යතාව සංලක්ෂිත වේ සමෝෂ්ණ සම්පීඩ්යතා සාධකයඒකකයකට පීඩනයේ වෙනසක් ඇති කරන පරිමාවේ සාපේක්ෂ වෙනසක් ලෙස අර්ථ දැක්වේ.

පරිපූර්ණ වායුවක් සඳහා, එහි අගය ගණනය කිරීම පහසුය. සමෝෂ්ණ සමීකරණයෙන් අපට ලැබෙන්නේ:

ඍණ ලකුණෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ පරිමාව වැඩි වන විට පීඩනය අඩු වන බවයි. මේ අනුව, පරමාදර්ශී වායුවක සමෝෂ්ණ සම්පීඩ්‍යතාව එහි පීඩනයේ ප්‍රතිවර්තයට සමාන වේ. වැඩිවන පීඩනය සමඟ, එය අඩු වේ, මන්ද. පීඩනය වැඩි වන තරමට වායුවට තවදුරටත් සම්පීඩනය කිරීමේ හැකියාව අඩු වේ.

සමලිංගික-ලුසැක් නීතිය.වායුව එහි පීඩනය නියතව පවත්වා ගෙන යන තත්ත්වයන් යටතේ පවතින්නට ඉඩ දෙන්න (එවැනි කොන්දේසි ලෙස හැඳින්වේ isobaric ) චලනය කළ හැකි පිස්ටනයකින් වසා ඇති සිලින්ඩරයක ගෑස් තැබීමෙන් ඒවා සිදු කළ හැකිය. එවිට වායුවේ උෂ්ණත්වයේ වෙනසක් පිස්ටනය චලනය කර පරිමාව වෙනස් කරයි. වායුවේ පීඩනය නියතව පවතිනු ඇත. මෙම අවස්ථාවේ දී, දී ඇති වායු ස්කන්ධයක් සඳහා, එහි පරිමාව උෂ්ණත්වයට සමානුපාතික වේ:

එහිදී V 0 - උෂ්ණත්වයේ පරිමාව t = 0 0 C, - පරිමාව පුළුල් කිරීමේ සංගුණකයවායූන්. එය සංකෝචන සාධකයට සමාන ආකාරයකින් නිරූපණය කළ හැක:

රූපමය වශයෙන්, විවිධ පීඩන සඳහා T මත V යැපීම රූපයේ දැක්වේ.

සෙල්සියස් පරිමාණයේ උෂ්ණත්වයේ සිට නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය දක්වා ගමන් කිරීම, Gay-Lussac නීතිය මෙසේ ලිවිය හැකිය:

චාල්ස්ගේ නීතිය.වායුව එහි පරිමාව නියතව පවතින කොන්දේසි යටතේ පවතී නම් ( isochoric කොන්දේසි), එවිට දී ඇති වායු ස්කන්ධයක් සඳහා, පීඩනය උෂ්ණත්වයට සමානුපාතික වේ:

එහිදී p 0 - උෂ්ණත්වයේ පීඩනය t \u003d 0 0 C, - පීඩන සංගුණකය. වායු පීඩනය 10 කින් රත් කළ විට සාපේක්ෂ වැඩි වීම පෙන්නුම් කරයි:

චාල්ස්ගේ නීතිය මෙසේද ලිවිය හැකිය:

ඇවගාඩ්රෝ නීතිය:එකම උෂ්ණත්වයේ සහ පීඩනයකදී ඕනෑම පරමාදර්ශී වායුවක මවුලයක් එකම පරිමාවක් ගනී. සාමාන්ය තත්ව යටතේ (t = 0 0 C, p = 1.03 10 5 Pa), මෙම පරිමාව m -3 / mol ට සමාන වේ.

විවිධ ද්‍රව්‍යවල මවුල 1ක අඩංගු අංශු ගණන ලෙස හැඳින්වේ. ඇවගාඩ්‍රෝ නියතය :

සාමාන්‍ය තත්ව යටතේ 1 m 3 හි n 0 අංශු සංඛ්‍යාව ගණනය කිරීම පහසුය:

මෙම අංකය හැඳින්වේ ලොෂ්මිඩ් අංකය.

ඩෝල්ටන්ගේ නීතිය:පරමාදර්ශී වායු මිශ්‍රණයක පීඩනය එයට ඇතුළත් වායූන්ගේ අර්ධ පීඩනවල එකතුවට සමාන වේ, i.e.

කොහෙද - අර්ධ පීඩන- මිශ්‍රණයේ එක් එක් කොටස් එකම උෂ්ණත්වයේ දී මිශ්‍රණයේ පරිමාවට සමාන පරිමාවක් ලබා ගන්නේ නම්, එම මිශ්‍රණයේ සංරචක යොදන පීඩනය.

Clapeyron සමීකරණය - Mendeleev.පරිපූර්ණ වායුවක නීති වලින් කෙනෙකුට ලබාගත හැකිය රාජ්ය සමීකරණය , සමතුලිත තත්වයක පරමාදර්ශී වායුවක T, p සහ V සම්බන්ධ කිරීම. මෙම සමීකරණය මුලින්ම ප්රංශ භෞතික විද්යාඥ සහ ඉංජිනේරු B. Clapeyron සහ රුසියානු විද්යාඥයින් D.I. මෙන්ඩලීව්, එබැවින් ඔවුන්ගේ නම දරයි.

වායුවේ යම් ස්කන්ධයක් V 1 පරිමාවක් ගනී, p 1 පීඩනයක් ඇති අතර T 1 උෂ්ණත්වයේ පවතී. වෙනස් තත්වයක එකම වායු ස්කන්ධය V 2, p 2, T 2 පරාමිතීන් මගින් සංලක්ෂිත වේ (රූපය බලන්න). තත්වය 1 සිට තත්වය 2 දක්වා සංක්‍රමණය ක්‍රියාවලි දෙකක ස්වරූපයෙන් සිදු කෙරේ: සමෝෂ්ණ (1 - 1") සහ isochoric (1" - 2).

මෙම ක්‍රියාවලීන් සඳහා, කෙනෙකුට බොයිල් - මැරියට් සහ සමලිංගික - ලුසැක්ගේ නීති ලිවිය හැකිය:

සමීකරණ වලින් p 1 ඉවත් කිරීම, අපි ලබා ගනිමු

ප්‍රාන්ත 1 සහ 2 අත්තනෝමතික ලෙස තෝරාගෙන ඇති බැවින්, අවසාන සමීකරණය මෙසේ ලිවිය හැකිය:

මෙම සමීකරණය ලෙස හැඳින්වේ Clapeyron ගේ සමීකරණය , එහි B නියතය, විවිධ වායු ස්කන්ධ සඳහා වෙනස් වේ.

මෙන්ඩලීව් ක්ලැපීරොන්ගේ සමීකරණය ඇවගාඩ්‍රෝගේ නියමය සමඟ ඒකාබද්ධ කළේය. ඇවගාඩ්‍රෝගේ නියමයට අනුව, ඕනෑම පරමාදර්ශී වායුවක මවුලයක් එකම p සහ T හි එකම පරිමාව V m ගනී, එබැවින් B නියතය සියලුම වායූන් සඳහා සමාන වේ. සියලුම වායූන් සඳහා මෙම පොදු නියතය R ලෙස දැක්වෙන අතර එය හැඳින්වේ විශ්ව වායු නියතය. ඉන්පසු

මෙම සමීකරණය වේ රාජ්යයේ පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය , ලෙසද හැඳින්වේ Clapeyron - Mendeleev සමීකරණය .

විශ්ව වායු නියතයේ සංඛ්‍යාත්මක අගය p, T සහ V m හි අගයන් Clapeyron - Mendeleev සමීකරණයට ආදේශ කිරීමෙන් සාමාන්‍ය තත්ව යටතේ තීරණය කළ හැක.

Clapeyron - Mendeleev සමීකරණය ඕනෑම වායු ස්කන්ධයක් සඳහා ලිවිය හැක. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, M ස්කන්ධ වායුවක පරිමාව V \u003d (m / M) V m සූත්‍රය මගින් එක් මවුලයක පරිමාවට සම්බන්ධ වන බව මතක තබා ගන්න. වායුවේ molar ස්කන්ධය. එවිට m ස්කන්ධයේ වායුවක් සඳහා Clapeyron - Mendeleev සමීකරණය මේ ආකාරයෙන් පෙනෙනු ඇත:

මවුල ගණන කොහෙද.

පරමාදර්ශී වායුවක් සඳහා රාජ්‍ය සමීකරණය බොහෝ විට ලියා ඇත්තේ අනුව ය බෝල්ට්ස්මාන්ගේ නියතය :

මේ මත පදනම්ව, රාජ්ය සමීකරණය ලෙස නිරූපණය කළ හැකිය

අණු සාන්ද්රණය කොහෙද. අවසාන සමීකරණයෙන් පරමාදර්ශී වායුවක පීඩනය එහි උෂ්ණත්වයට හා අණු සාන්ද්‍රණයට සෘජුව සමානුපාතික වන බව පෙනේ.

කුඩා demoපරිපූර්ණ ගෑස් නීති. බොත්තම එබීමෙන් පසු "පටන් ගමු"තිරය ​​මත සිදුවන දේ (කළු වර්ණය) සහ ඔබ බොත්තම එබීමෙන් පසු පරිගණකයේ ක්‍රියාවන් පිළිබඳ විස්තරයක් ඔබට සත්කාරකගේ අදහස් පෙනෙනු ඇත. "තව දුරටත්"(දුඹුරු වර්ණය). පරිගණකය "කාර්යබහුල" (එනම්, අත්දැකීම් ක්රියාත්මක වෙමින් පවතී) විට, මෙම බොත්තම ක්රියාකාරී නොවේ. වත්මන් අත්හදා බැලීමේ ප්රතිඵලය තේරුම් ගැනීමෙන් පසුව පමණක් ඊළඟ රාමුව වෙත යන්න. (ඔබගේ සංජානනය සත්කාරකයාගේ අදහස් සමඟ නොගැලපේ නම්, ලියන්න!)

දැනට පවතින පරමාදර්ශී වායු නීතිවල වලංගුභාවය ඔබට සත්‍යාපනය කළ හැක