Kuhusiana na vinywaji, ni mantiki kuzungumza tu juu ya upanuzi wa volumetric. Kwa vinywaji ni kubwa zaidi kuliko yabisi. Kama uzoefu unavyoonyesha, utegemezi wa ujazo wa kioevu kwenye halijoto unaonyeshwa kwa fomula sawa na yabisi.

Ikiwa kwa 0 ° C kioevu kinachukua kiasi cha V 0, basi kwa joto t kiasi chake V t itakuwa:

V t = V 0 (1 + ?t)

Ili kupima mgawo wa upanuzi wa kioevu, chombo cha kioo cha thermometric hutumiwa, kiasi ambacho kinajulikana. Mpira na tube hujazwa juu na kioevu na kifaa kizima kina joto kwa joto fulani; katika kesi hii, sehemu ya kioevu hutoka kwenye chombo. Kisha chombo kilicho na kioevu kilichopozwa katika barafu inayoyeyuka hadi 0 °. Katika kesi hii, kioevu hakitajaza tena chombo kizima, na kiasi kisichojazwa kitaonyesha ni kiasi gani kioevu kilichopanuliwa kinapokanzwa. Kujua mgawo wa upanuzi wa kioo, inawezekana kuhesabu kwa usahihi mgawo wa upanuzi wa kioevu.

Migawo ya upanuzi ya baadhi ya vimiminiko

Etha - 0,00166

Pombe - 0.00110

Mafuta ya taa - 0,00100

Maji (kutoka 20 ° C na zaidi) - 0.00020

Maji (kutoka 5 hadi 8 ° C) - 0.00002

Upanuzi wa joto

Kutoka kwa jedwali la mgawo wa upanuzi wa mstari katika upanuzi wa mstari wa safu ya vitu vikali, inaweza kuonekana kuwa migawo ya upanuzi ya vitu vikali ni ndogo sana. Walakini, mabadiliko yasiyo na maana zaidi katika saizi ya miili iliyo na mabadiliko ya joto husababisha kuonekana kwa nguvu kubwa.

Uzoefu unaonyesha kwamba hata kwa elongation ndogo imara kubwa nguvu za nje. Kwa hivyo, ili kuongeza urefu wa fimbo ya chuma na sehemu ya msalaba ya 1 cm 2 kwa takriban 0.0005 ya urefu wake wa awali, ni muhimu kutumia nguvu ya kilo 1000. Lakini ukubwa sawa wa upanuzi wa fimbo hii hupatikana wakati inapokanzwa na digrii 50. Kwa hiyo ni wazi kwamba, kupanua wakati wa joto (au kuambukizwa wakati wa baridi) kwa digrii 50, fimbo itatoa shinikizo la karibu 1000 kg / cm 2 kwenye miili hiyo ambayo itazuia upanuzi wake (compression).

Nguvu kubwa zinazotokea wakati wa upanuzi na ukandamizaji wa yabisi huzingatiwa katika teknolojia. Kwa mfano, moja ya mwisho wa daraja haijawekwa fasta, lakini imewekwa kwenye rollers; reli za reli hazijawekwa kwa karibu, lakini pengo limeachwa kati yao; mabomba ya mvuke huahirishwa kwenye ndoano, na vifidia huwekwa kati ya mabomba ya mtu binafsi, huku mirija ya bomba la mvuke inavyorefuka. Kwa sababu hiyo hiyo, boiler ya locomotive ya mvuke imewekwa tu kwa mwisho mmoja, wakati mwisho wake mwingine unaweza kusonga kwa uhuru.

Upanuzi wa mstari wa yabisi

Imara kwa joto fulani ina fomu fulani na vipimo fulani vya mstari. Kuongezeka kwa vipimo vya mstari wa mwili wakati wa joto huitwa upanuzi wa mstari wa joto.

Vipimo vinaonyesha kuwa mwili sawa hupanuka kwa joto tofauti kwa njia tofauti: saa joto la juu ah kawaida huwa na nguvu kuliko zile za chini. Lakini tofauti hii katika upanuzi ni ndogo sana kwamba kwa kiasi mabadiliko madogo joto, inaweza kupuuzwa na inaweza kudhaniwa kuwa mabadiliko katika ukubwa wa mwili ni sawia na mabadiliko ya joto.

Upanuzi wa kiasi cha yabisi

Katika upanuzi wa joto ya mwili dhabiti, kadiri ukubwa wa mstari wa mwili unavyoongezeka, kiasi chake pia huongezeka. Sawa na mgawo wa upanuzi wa mstari wa sifa upanuzi wa volumetric unaweza kuingiza mgawo wa upanuzi wa volumetric. Uzoefu unaonyesha kwamba, kama ilivyo kwa upanuzi wa mstari, inawezekana bila kosa kubwa kudhani kwamba ongezeko la kiasi cha mwili ni sawia na ongezeko la joto.

Kuashiria kiasi cha mwili katika 0° C kama V 0, kiasi cha joto t° kama V t, na mgawo wa upanuzi wa ujazo kama α, tunapata:

α = V t - V 0: V 0 t (1)

Katika V 0 = 1 kitengo. kiasi na t = 1 o C thamani ya α ni sawa na V t - V 0, i.e. mgawo wa upanuzi wa ujazo ni sawa na ongezeko la kiasi cha mwili wakati wa joto kwa digrii 1, ikiwa kwa 0 ° C sauti ilikuwa. sawa na moja kiasi.

Kutumia formula (1), kujua kiasi cha mwili kwa joto la 0 ° C, unaweza kuhesabu kiasi chake kwa joto lolote t °:

V t = V 0 (1 + αt)

Hebu tuanzishe uhusiano kati ya coefficients ya upanuzi wa volumetric na mstari.

Sheria ya uhifadhi na mabadiliko ya nishati

Wacha tuchunguze jaribio la Joule lililoelezewa hapo juu kwa undani zaidi. Katika jaribio hili, nishati inayowezekana ya uzani unaoanguka ilibadilishwa kuwa nishati ya kinetic ya vile vile vinavyozunguka; shukrani kwa kazi dhidi ya nguvu za msuguano nishati ya kinetic mabega yamegeuka kuwa nishati ya ndani maji. Tunakabiliwa hapa na kesi ya mabadiliko ya aina moja ya nishati hadi nyingine. Nishati inayowezekana uzani wa kushuka hubadilishwa kuwa nishati ya ndani ya maji, kiasi cha joto Q hutumika kama kipimo cha nishati iliyobadilishwa. Kwa hivyo, kiasi cha nishati kinahifadhiwa wakati kinabadilishwa kuwa aina nyingine za nishati.

Ni kawaida kuuliza swali: ni kiasi gani cha nishati kinahifadhiwa wakati wa mabadiliko ya aina nyingine za nishati, kwa mfano kinetic, umeme, nk? Wacha tuchukue kwamba risasi ya wingi m inaruka kwa kasi v. Nishati yake ya kinetic ni sawa na mv 2/2. Risasi iligonga kitu na kukwama ndani yake. Nishati ya kinetic ya risasi inabadilishwa kuwa nishati ya ndani ya risasi na kitu, kinachopimwa na kiasi cha joto Q, ambacho huhesabiwa na formula inayojulikana. Ikiwa nishati ya kinetic haijapotea wakati inabadilishwa kuwa nishati ya ndani, basi usawa lazima ushikilie:

mv 2 / 2 = Q

ambapo nishati ya kinetic na kiasi cha joto huonyeshwa katika vitengo sawa.

Uzoefu unathibitisha hitimisho hili. Kiasi cha nishati kinahifadhiwa.

Mitambo sawa na joto

KATIKA mapema XIX V. Injini za mvuke zinaletwa sana katika tasnia na usafirishaji. Wakati huo huo, fursa zinatafutwa ili kuboresha ufanisi wao. Katika suala hili, fizikia na teknolojia zinakabiliwa na swali la umuhimu mkubwa wa vitendo: jinsi ya kufanya kazi nyingi iwezekanavyo katika gari na kiasi kidogo cha mafuta yanayotumiwa.

Hatua ya kwanza ya kutatua tatizo hili ilifanywa na mhandisi wa Kifaransa Sadi Carnot mwaka wa 1824, akisoma swali la mgawo. hatua muhimu injini za mvuke.

Mnamo 1842, mwanasayansi wa Ujerumani Robert Mayer aliamua kinadharia ni kiasi gani kazi ya mitambo inaweza kupatikana kwa kutumia kilocalorie moja ya joto.

Mayer alizingatia mahesabu yake juu ya tofauti katika uwezo wa joto wa gesi.

Gesi zina uwezo wa joto mbili: uwezo wa joto kwa shinikizo la mara kwa mara (c p) na uwezo wa joto kwa kiasi cha mara kwa mara (c v).

Uwezo wa joto wa gesi kwa shinikizo la mara kwa mara hupimwa kwa kiasi cha joto kinachoingia kwenye joto la molekuli fulani ya gesi kwa digrii 1 bila kubadilisha shinikizo lake.

Uwezo wa joto kwa kiasi cha mara kwa mara ni namba sawa na kiasi cha joto kinachotumiwa kupasha molekuli fulani ya gesi kwa digrii 1 bila kubadilisha kiasi kinachochukuliwa na gesi.

Utegemezi wa kiasi cha miili kwenye joto

Chembe za mwili dhabiti huchukua nafasi fulani zinazohusiana na kila mmoja, lakini hazibaki kupumzika, lakini zinazunguka. Mwili unapopata joto huongezeka kasi ya wastani harakati za chembe. Wakati huo huo, umbali wa wastani kati ya chembe huongezeka, kwa hiyo vipimo vya mstari wa mwili huongezeka, na kwa hiyo kiasi chake huongezeka.

Wakati wa baridi, vipimo vya mstari wa mwili hupunguzwa na kiasi chake hupungua.

Kama inavyojulikana, inapokanzwa, miili hupanuka, na inapopozwa, hupungua. Upande wa ubora wa matukio haya tayari umejadiliwa ndani kozi ya awali fizikia.

Uhusiano kati ya shinikizo, joto, kiasi na idadi ya moles ya gesi ("molekuli" ya gesi). Universal (molar) gesi ya mara kwa mara R. Clayperon-Mendeleev equation = equation ya hali gesi bora.

Vizuizi vya utumiaji wa vitendo: chini ya -100 ° C na juu ya joto la kutengana / mtengano juu ya 90 bar kina zaidi ya 99% Ndani ya masafa, usahihi wa mlinganyo unazidi ule wa vyombo vya kupimia vya kisasa vya uhandisi. Ni muhimu kwa mhandisi kuelewa kwamba kutengana au kutengana kwa kiasi kikubwa kunawezekana kwa gesi zote joto linapoongezeka.

katika SI R= 8.3144 J/(mol*K)- hii ndio kuu (lakini sio pekee) mfumo wa uhandisi vipimo katika Shirikisho la Urusi na nchi nyingi za Ulaya katika GHS R= 8.3144*10 7 erg/(mol*K) - hii ndiyo kuu (lakini sio pekee) mfumo wa kisayansi vipimo duniani m- uzito wa gesi katika (kg) M- molekuli ya molar ya gesi kg/mol (hivyo (m/M) ni idadi ya moles ya gesi) P- shinikizo la gesi katika (Pa) T-joto la gesi katika (°K) V- kiasi cha gesi katika m 3

Wacha tusuluhishe shida kadhaa kuhusu viwango vya gesi ya volumetric na wingi wa mtiririko chini ya dhana kwamba muundo wa gesi haubadilika (gesi haijitenganishi) - ambayo ni kweli kwa gesi nyingi hapo juu.

Jukumu hili ni muhimu hasa, lakini si tu, kwa maombi na vifaa ambavyo kiasi cha gesi kinapimwa moja kwa moja.

V 1 Na V 2 kwa joto, kwa mtiririko huo, T 1 Na T 2 liache liende T 1< T 2. Kisha tunajua kwamba:

Kwa kawaida, V 1< V 2

• Chini ya joto, ni muhimu zaidi viashiria vya mita ya gesi ya volumetric.
• ni faida kusambaza gesi "joto".
• ni faida kununua gesi "baridi".

Jinsi ya kukabiliana na hili? Angalau fidia rahisi ya joto inahitajika, yaani, habari kutoka kwa sensor ya ziada ya joto lazima itolewe kwa kifaa cha kuhesabu.

Kazi hii ni muhimu hasa, lakini si tu, kwa maombi na vifaa ambavyo kasi ya gesi hupimwa moja kwa moja.

Acha counter() kwenye eneo la kuwasilisha itoe gharama zilizokusanywa za ujazo V 1 Na V 2, kwa shinikizo, kwa mtiririko huo, P 1 Na P2 liache liende P 1< P2. Kisha tunajua kwamba:

Kwa kawaida, V 1>V 2 kwa kiasi sawa cha gesi chini ya masharti yaliyotolewa. Wacha tujaribu kuunda hitimisho kadhaa za vitendo kwa kesi hii:

• Shinikizo la juu, ni muhimu zaidi viashiria vya mita ya kiasi cha gesi.
• ni faida kusambaza gesi shinikizo la chini
• faida ya kununua gesi ya shinikizo la juu

Jinsi ya kukabiliana na hili? Angalau fidia rahisi ya shinikizo inahitajika, ambayo ni, habari kutoka kwa sensor ya ziada ya shinikizo lazima itolewe kwa kifaa cha kuhesabu.

Kwa kumalizia, ningependa kutambua kwamba, kinadharia, kila mita ya gesi inapaswa kuwa na fidia ya joto na fidia ya shinikizo. Kwa vitendo......

Ukurasa wa 43

Mara nyingi katika mazoezi, utegemezi wa kiasi cha kioevu (zebaki au pombe) kwenye joto hutumiwa.

Wakati wa kusawazisha kipimajoto, halijoto ya barafu inayoyeyuka kawaida huchukuliwa kama sehemu ya kumbukumbu (0); hatua ya pili ya mara kwa mara (100) inachukuliwa kuwa kiwango cha kuchemsha cha maji kwa kawaida shinikizo la anga(Celsius).

Kwa kuwa vimiminiko tofauti hupanuka kwa njia tofauti wakati joto, kiwango kilichowekwa kitategemea kwa kiasi fulani juu ya mali ya kioevu kinachohusika.

Bila shaka, 0 na 100 ° C itafanana kwa thermometers zote, lakini 50 ° C haitapatana.

Tofauti na vimiminika, gesi zote adimu hupanuka kwa usawa wakati wa joto na kubadilisha shinikizo lao sawa wakati hali ya joto inabadilika. Kwa hiyo, katika fizikia, kuanzisha kiwango cha joto cha busara, hutumia mabadiliko katika shinikizo la kiasi fulani cha gesi isiyo na rarefied kwa kiasi cha mara kwa mara au mabadiliko ya kiasi cha gesi kwa shinikizo la mara kwa mara.

Kiwango hiki wakati mwingine huitwa kiwango bora cha joto la gesi.

Katika usawa wa joto, wastani wa nishati ya kinetic harakati za mbele molekuli za gesi zote ni sawa. Shinikizo ni sawia moja kwa moja na wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa kutafsiri wa molekuli: p = n

Katika usawa wa joto, ikiwa shinikizo la gesi ya molekuli fulani na kiasi chake ni fasta, wastani wa nishati ya kinetic ya molekuli za gesi lazima iwe madhubuti. thamani maalum, pamoja na joto.

Kwa sababu mkusanyiko wa molekuli kwa kiasi cha gesi n =, kisha p = au =.

Wacha tuonyeshe = Θ.

Thamani ya Θ huongezeka kwa joto linaloongezeka na haitegemei chochote isipokuwa joto.

Uwiano wa bidhaa ya shinikizo la gesi na kiasi chake kwa idadi ya molekuli kwenye joto sawa ni sawa kwa karibu gesi zote ambazo hazipatikani (karibu na mali kwa gesi bora):

Kwa shinikizo la juu uwiano huvunjwa.

Joto lililoamuliwa kwa njia hii linaitwa kabisa.

Kulingana na formula, kiwango cha joto kinaletwa ambacho haitegemei asili ya dutu inayotumiwa kupima joto.

Kigezo muhimu zaidi cha macroscopic kinachoonyesha hali ya usawa ya mwili wowote ni joto.

Halijoto ni kipimo cha wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa utafsiri wa machafuko wa molekuli. miili.

Muhimu zaidi hufuata kutoka kwa hesabu ya msingi ya MKT katika fomu = na ufafanuzi wa hali ya joto katika fomu = kT:

Joto kamili ni kipimo cha wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa Masi.

Wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa utafsiri wa machafuko wa molekuli ni sawia na thermodynamic (au joto kabisa):

KT Þ = kT Þ == kT

Kadiri joto lilivyo juu, ndivyo molekuli zinavyosonga.

k = 1.38 * 10-23 J / K - mara kwa mara ya Boltzmann

Boltzmann ya mara kwa mara ni mgawo ambao hubadilisha halijoto kutoka kipimo cha shahada(K) hadi nishati (J) na kinyume chake.

Sehemu ya joto la thermodynamic - K (Kelvin)

Nishati ya kinetic haiwezi kuwa mbaya. Kwa hiyo, hali ya joto ya thermodynamic haiwezi kuwa mbaya. Inakuwa sifuri wakati nishati ya kinetic ya molekuli inakuwa sifuri.

Sufuri kabisa (0K) ni halijoto ambayo mwendo wa molekuli unapaswa kuacha.

Ili kukadiria kasi ya mwendo wa joto wa molekuli katika gesi, tunahesabu mraba wa kati kasi:

Bidhaa kNa = R = 8.31 J/(mol*K) inaitwa gesi ya molar mara kwa mara.

Mzizi wa maana ya kasi ya mraba ya molekuli:

Kasi hii iko karibu na thamani kwa kasi ya wastani na inayowezekana zaidi na inatoa wazo la kasi ya mwendo wa joto wa molekuli katika gesi bora.

Kwa joto sawa, kasi ya harakati ya mafuta ya molekuli ya gesi ni ya juu, chini ya M. yake (Katika 0 ° C, kasi ya molekuli ni mia kadhaa m / s)

Kwa shinikizo na joto sawa, mkusanyiko wa molekuli za gesi zote ni sawa:

KT Þ p = nkT, ambapo n = N/V ni mkusanyiko wa molekuli katika kiasi fulani

Hii inamaanisha sheria ya Avogadro:

Kiasi sawa cha gesi kwa joto sawa na shinikizo zina idadi sawa ya molekuli.

Mizani ya Selsiasi – mahali pa kurejelea – halijoto ya kuyeyuka kwa barafu 0°C, sehemu ya kuchemka ya maji – 100°C

Kiwango cha Kelvin - mahali pa kumbukumbu - sifuri kabisa-0oK (-273.15oC)

tоК = tоС -273

Kiwango cha Fahrenheit - mahali pa kurejelea - joto la chini kabisa ambalo Fahrenheit iliweza kupata kutoka kwa mchanganyiko wa maji, barafu na chumvi bahari- 0оF, sehemu ya juu ya kumbukumbu - joto la mwili wa binadamu - 96 оF

TAJA

CLIPERON-MENDELEEV EQUATION (daraja la 10, ukurasa wa 248-251)

(Mlinganyo bora wa gesi ya serikali)

Mlingano wa kimsingi wa nadharia ya kinetiki ya molekuli ya gesi bora (daraja la 10, uk. 247-248)

Mpito kutoka kwa vigezo vya gesi ya microscopic hadi za macroscopic

Loschmidt mara kwa mara - maana na vitengo vya kipimo

Umbali wa wastani kati ya chembe bora za gesi

Equation ya hali ya gesi bora - Clayperon-Mendeleev

Universal gesi mara kwa mara

Maana ya kimwili ya equation ya Clayperon-Mendeleev

p = n - equation ya msingi ya gesi bora ya MKT

Nenda kwa ukurasa: 43

Sheria bora ya gesi.

Majaribio:

Vigezo kuu vya gesi ni joto, shinikizo na kiasi. Kiasi cha gesi inategemea sana shinikizo na joto la gesi. Kwa hiyo, ni muhimu kupata uhusiano kati ya kiasi, shinikizo na joto la gesi. Uwiano huu unaitwa equation ya serikali.

Iligunduliwa kwa majaribio kuwa kwa kiasi fulani cha gesi uhusiano ufuatao unashikilia makadirio mazuri: kwa joto la mara kwa mara, kiasi cha gesi ni kinyume chake kwa shinikizo lililowekwa ndani yake (Mchoro 1):

V~1/P , kwa T=const.

Kwa mfano, ikiwa shinikizo linalofanya gesi linaongezeka mara mbili, kiasi kitapungua hadi nusu ya kiasi chake cha awali. Uhusiano huu unajulikana kama Sheria ya Boyle (1627-1691)-Mariotte (1620-1684), inaweza kuandikwa kama hii:

Hii ina maana kwamba wakati moja ya kiasi inabadilika, nyingine pia itabadilika, na kwa namna ambayo bidhaa zao zinabaki mara kwa mara.

Utegemezi wa kiasi juu ya joto (Mchoro 2) uligunduliwa na J. Gay-Lussac. Aligundua hilo kwa shinikizo la mara kwa mara, kiasi cha kiasi fulani cha gesi ni sawa na joto:

V~T, kwa Р =const.

Grafu ya utegemezi huu hupitia asili ya kuratibu na, ipasavyo, kwa 0K kiasi chake kitakuwa sawa na sifuri, ambayo ni wazi haina. maana ya kimwili. Hii ilisababisha kudhani kuwa -273 0 C kiwango cha chini cha joto hilo linaweza kufikiwa.

Sheria ya tatu ya gesi, inayojulikana kama Sheria ya Charles jina lake baada ya Jacques Charles (1746-1823). Sheria hii inasema: kwa kiasi cha mara kwa mara, shinikizo la gesi linalingana moja kwa moja na halijoto kamili (Mchoro 3):

P ~T, katika V=const.

Sawa mfano maarufu Madhara ya sheria hii ni kopo la erosoli linalolipuka kwenye moto. Hii hutokea kutokana na ongezeko kubwa la joto kwa kiasi cha mara kwa mara.

Sheria hizi tatu ni za majaribio na zinafanya kazi vizuri gesi halisi mradi tu shinikizo na msongamano sio juu sana, na hali ya joto sio karibu sana na joto la condensation ya gesi, hivyo neno "sheria" haifai sana kwa sifa hizi za gesi, lakini imekubaliwa kwa ujumla. .

Sheria za gesi Boyle-Mariotte, Charles na Gay-Lussac wanaweza kuunganishwa katika uhusiano mmoja wa jumla kati ya kiasi, shinikizo na halijoto, ambayo ni halali kwa kiasi fulani cha gesi:

Hii inaonyesha kwamba wakati moja ya idadi ya P, V au T inabadilika, idadi nyingine mbili pia itabadilika. Usemi huu unageuka kuwa sheria hizi tatu wakati thamani moja inachukuliwa kuwa ya kudumu.

Sasa tunapaswa kuzingatia wingi mmoja zaidi, ambayo hadi sasa tulizingatia mara kwa mara - kiasi cha gesi hii. Imethibitishwa kwa majaribio kwamba: kwa joto la kawaida na shinikizo, kiasi kilichofungwa cha gesi huongezeka kwa uwiano wa moja kwa moja na wingi wa gesi hii:

Utegemezi huu unaunganisha kiasi kikubwa cha gesi. Tukianzisha mgawo wa uwiano katika uwiano huu, tunapata usawa. Hata hivyo, majaribio yanaonyesha kuwa mgawo huu ni tofauti katika gesi tofauti, hivyo badala ya wingi m, kiasi cha dutu n (idadi ya moles) huletwa.

Kama matokeo, tunapata:

Ambapo n ni idadi ya moles, na R ni mgawo wa uwiano. Kiasi R inaitwa mara kwa mara gesi ya ulimwengu wote. Hadi sasa, thamani sahihi zaidi ya thamani hii ni:

R=8.31441 ± 0.00026 J/mol

Usawa (1) unaitwa equation ya hali ya gesi bora au sheria bora ya gesi.

Nambari ya Avogadro; sheria bora ya gesi kiwango cha molekuli:

Kwamba R mara kwa mara ina thamani sawa kwa gesi zote ni tafakari nzuri ya unyenyekevu wa asili. Hili liligunduliwa kwa mara ya kwanza, ingawa katika hali tofauti kidogo, na Mwitaliano Amedeo Avogadro (1776-1856). Alithibitisha hilo kwa majaribio kiasi sawa cha gesi kwa shinikizo sawa na joto vyenye nambari sawa molekuli. Kwanza: kutoka kwa equation (1) inaweza kuonekana kuwa ikiwa kuna gesi tofauti idadi sawa moles wana shinikizo sawa na joto, basi, mradi R ni mara kwa mara, wanachukua kiasi sawa. Pili: idadi ya molekuli katika mole moja ni sawa kwa gesi zote, ambayo hufuata moja kwa moja kutoka kwa ufafanuzi wa mole. Kwa hiyo, tunaweza kusema kwamba thamani ya R ni mara kwa mara kwa gesi zote.

Idadi ya molekuli katika mole moja inaitwa Nambari ya jina la AvogadroN A. Sasa imethibitishwa kuwa nambari ya Avogadro ni sawa na:

N A =(6.022045 ± 0.000031) 10 -23 mol -1

Kwa sababu ya jumla ya nambari molekuli N ya gesi ni sawa na idadi ya molekuli katika mole moja ikizidishwa na idadi ya moles (N = nN A), sheria bora ya gesi inaweza kuandikwa upya kama ifuatavyo:

Ambapo k inaitwa Boltzmann mara kwa mara na ina thamani sawa:

k= R/N A =(1.380662 ± 0.000044) 10 -23 J/K

Orodha ya vifaa vya compressor

Badilisha kwa sauti na halijoto. Katika Mtini. Kielelezo 49 kinaonyesha utegemezi wa kiasi cha molar ya maji na barafu kwenye T (Eisenberg na Kozman, 1969). Kama inavyoonekana, kwa kuongezeka kwa joto kiasi cha misombo yote miwili hubadilika tofauti. Tofauti ya juu zaidi ya ujazo huzingatiwa katika Kiasi cha sauti ni takriban kubwa kuliko sauti iliyo katika At Tofauti hii ni Utegemezi wa mabadiliko ya kiasi kwenye joto kwa

kuwa karibu kufanana kuanzia joto.

Kupungua kwa kiasi cha maji wakati wa kuyeyuka kwa barafu I, kwa maoni yetu, ni kwa sababu ya ukweli kwamba uanzishaji wa mitetemo ya protoni kwenye mistari. dhamana ya hidrojeni inapoyeyuka, husababisha kuongezeka kwa ulemavu wa molekuli yenyewe na mfumo mzima wa vifungo vya hidrojeni.

Mchele. 49 Utegemezi wa kiasi cha molar ya maji na barafu juu na utegemezi wa kioevu

Tofauti katika mabadiliko ya kiasi na T imedhamiriwa na utegemezi wa joto wa amplitudes ya vibrations ya atomi ya atomi. Katika barafu I, uwiano wa amplitudes ya vibrations ya atomiki kwa uwiano wa kiasi wakati wa kuyeyuka ni takriban thamani sawa.

Ili kusoma utegemezi wa joto wa sehemu ya "isiyo ya kawaida" ya kiasi cha maji, tutatenga sehemu ya kiasi cha maji iliyoamuliwa na ulemavu wa molekuli kutoka kwa utegemezi wa jumla wa kiasi cha maji kwenye joto. Ili kufanya hivyo, wacha tufikirie kuwa katika eneo hilo maji hufanya kama kioevu cha kawaida mgawo wa mara kwa mara upanuzi wa volumetric

ambayo tulikadiria kwa kuongeza thamani ya majaribio ya a hadi eneo la halijoto ya juu. Mbali na sehemu ya mara kwa mara a, kuna sehemu nyingine katika maji. 50 inaonyesha vipengele vyote viwili a. Kama inavyoweza kuonekana, kwa maji, pamoja na tabia ya mara kwa mara ya sehemu isiyo na joto ya vinywaji vya kawaida, kuna sehemu mbaya ya mgawo wa upanuzi wa volumetric. Katika safu ya joto, kiasi kinategemea karibu mstari wa joto na inaweza kuandikwa kwa fomu Tutafikiri kuwa utegemezi huu wa mabadiliko ya kiasi na joto huamua sehemu ya kawaida.

kupungua kwa kiasi cha maji na joto la kupungua kwa joto zote hali ya kioevu. Tofauti kati ya maadili ya kiasi cha majaribio na maadili inawakilisha sehemu isiyo ya kawaida ya utegemezi wa joto wa kiasi cha molekuli ya maji; Kwa utegemezi wa majaribio, ambayo inapunguza mchango kwa kiasi cha Masi na joto la kuongezeka, ambayo huamua utegemezi usio wa kawaida Kwa, mgawo wa upanuzi wa kiasi ni hasi kila mahali na hupungua (kwa thamani kamili) na joto la kuongezeka. Kwa hivyo, curve ya majaribio ya mabadiliko ya kiasi na joto la maji ya kioevu inaweza kuwakilishwa kwa ubora na jumla ya vipengele viwili.

katika safu ya joto

Mchele. 50 Utegemezi wa vipengele viwili vya mgawo wa upanuzi wa volumetric wa maji kwenye joto

Mgandamizo wa isothermal na adiabatic. Mgandamizo wa isothermal wa maji kwenye joto ni mara nne zaidi ya mgandamizo wa isothermal wa barafu. Utegemezi wa mgandamizo wa isothermal wa barafu na maji kwenye joto unaonyeshwa kwenye Mtini. 51 kulingana na data kutoka kwa Kell (1967). Kama inavyoweza kuonekana, mgandamizo hupitia mabadiliko ya juu zaidi katika anuwai ya halijoto iliyowasilishwa wakati wa kuyeyuka.