— Fizika” ta’lim yo‘nalishi iv-kurs 42-guruh talabasi Jalilova Matlubaning



Download 0,67 Mb.
bet2/4
Sana08.06.2017
Hajmi0,67 Mb.
#10664
1   2   3   4

Mutloq temperatura.

1. Darsning ta’limiy maqsadi: o’quvchilarni universal temperature shkalasi bilan tanishtirish.

2. Darsning tarbiyaviy maqsadi: o’quvchilarga temperatura va mutloq temperatura orasidagi bog’lanishni tushuntirish, shu yo’nalishga bilimga bo’lgan intilish hissiyotini shakllantirish.

3. Darsning rivojlantiruvchi maqsadi:

a) o’quvchilarda Kelvin, Faringeyt, Selsiy shkalalarini bir-biridan farqini ajrata olish, ulardan amaliyotda foydalanish qobilyatini o’stirish.

b) mutloq nol temperaturada klassik mexanika ta’limotiga ko’ra atom va molekulalarning issiqlik bilan bog’liq bo’lgan energiyasi nolga teng ekanligi haqidagi ilmiy tushunchalarni rivojlantirish.

4. Darsning jihozi:

Ko’rgazmali qurollar, plakarlar, texnika vositalari “Temperatura va uni o’lchash” diafilmini ko’rsatish.

5. Darsning rejasi:

1. Issiqlik fizik tabiati haqida.

1. formulani keltirib chiqaring.

2. Temperaturaning mutloq noli va shkalasi.

3. Bolsman doimiysi.

4. Mutloq nol temperaturasining fizik mazmunini tushuntirib berish.

5. Ferengeyt, Selsiy va Kelvin shkalalarini taqqoslash.

6. Uyga vazifa.

Similar eshilganda, o’tinlarni arralash jarayonida, nasos yordamida mashina shinasiga havo urilganda, sim, arra va nasos qiziganini sezamiz.

Jismlarni tez harakatga keltirganda, demak jismni hosil qilgan zarralarning harakati tufayli issiqlik hosil bo’ladi. Jismning issiqlik bilan undagi molekulalarning shunday o’zaro va chambarchas bo’g’langanki, jismdagi issiqlikning eng yuqori darajasiga nihoyatda kichik tezligi to’g’ri keladi va nihoyat harorat nol bo’lganda atom va molekulalar mutloq harakatsiz holatda bo’lishlari kerak.

Maktab o’quvchilari kundalik hayotda ko’pchilik hollarda +1000C va -200C larda amaliy ishlar bajarib kelishgan. Biroq past temperaturalarda molekulalar harakatini ko’z oldiga keltira olmaydi. Shuning uchun mutloq temperature tushunchasi va uning fizik mohiyati o’rganiladi.

1. formulani keltirib chiqarish.

Gazlar, masalan, vodorod, geliy,kislorod isitilganda bir xil kengayar va temperatura o’zgarganda o’zining bosimini bir xil o’zgartirar ekan. Hisoblashlar shuni ko’rsatar ekanki, vodorodning 00 C dagi energetic kattaligi J ga teng. nisbatning o’ng tomonini bilan belgilab, formulani quyidagicha yozib olamiz:

. (1)

Energetik birliklar o’lchanadigan temperatura o’rniga gradus hisobiga o’lchanadigan temperaturaga to’g’ri proparsional deb hisoblaymiz:

(2)

bu yerda proparsionallik koeffitsenti, binobarin, (1) va (2) formulalardan



Ekanligi kelib chiqadi.

2. Temperaturaning mutloq noli va shkalasi.

tenglikdagi kattalik mutloq temperatura deb ataladi. Ideal gazning hajmi 0 ga teng bo’ladigan holdagi eng past chegaraviy temperaturaning mutloq noli deb ataladi. Kelvin shkalasidagi har bir gradus Selsiy shkalasidagi gradusga teng. Shuning uchun absolyut T temperature Selsiy shklasidagi temperature bilan

(4)

formula orqali bog’langan.

Mutloq temperaturaning birligi sistema Kelvin deb ataladi. (K harfi bilan belgilanadi).

  1. Boltsman doimiysi.

(2) formulada koeffitsentini bir Kelvin Selsiy shkalasidagi bir gradusga teng bo’ladigan qilib aniqlaymiz. Bizga yuqoridam ma’lumki, 00 C dagi energetic holati J va 1000 C energetic holati J ga teng ekan. Shunga asosan



yoki

J.

Shuning uchun,

.

Bu yerda koeffitsent – gazlarning molekulyar kinetik nazariyasidan biri bo’lishi avstraliyalik ulug’ fizik Bolsman sharafiga Bolsman doimiysi deb ataladi. Bolsman doimiysini bilgan holda mutloq nolning Selsiy shkalasidagi qiymatini toppish mumkin. Buning uchun absolyut temperaturaning 00C da bo’lganda



4. Mutloq nol temperaturasining fizik mazmunini tushutirib berish.

Agar biz darsning boshlanishidagi fizik kattaliklarga murojaat qilsak,



ya’ni temperature molekulalar harakatining kinetik energiyasi bilan bo’glangan edi, bu bog’lanishni batafsilroq ko’rib chiqamiz.

yoki

yoki

Xulosa: Matematik hisoblardan ko’rinib turibdiki, gaz molekulasi ilgarilanma harakatining o’rtacha kinetik energiyasi mutloq temperaturaga proporsional ekan, bu munosabat jismlarning istalgan holatlari uchun o’rinlidir. Temperature mutlaqo nolga yaqinlashgan sari molekulalarning issiqlik harakatining energiyasi ham nolga yaqinlashgan sari molekulalarning issiqlik harakatining energiyasi ham nolga yaqinlashadi. Temperature mutloq nolga yaqin temperaturalarda atom va molekulalarning mexanik harakati Nyuton qonunlariga bo’ysunmay qo’yadi. Mexanik harakatlar yo’q bo’lib ketib, faqatgina kvant mexanik harakatlargina qoladi. Hozirgi vaqtda olimlar muloq nol tempraturaga erishish maqsadida katta ilmiy ishlar olib bormoqdalar, chunki absolut nolga yaqin tempraturalarda jismlarning o’ta o’tkazuvchanlik o’ta oquvchanlik va shunga o’xshash xossalri namoyon bo’la boshlaydi, Qattiq jismlarni yuqorida ko’rsatib o’tilgan xossalari hozirgi zamon mexanika taraqqiyotida muhim rol o’ynaydi.

  1. Farengeyt, Kelvin va Selsiy shkalalarini taqqoslash

(1 a, -rasm )



Bu formula Farengeyt va Selsiy shkalalari orasidagi bog’lanishni ko’rsatadi.

)

Mustaxkamlash:

Quyidagi berilgan graduslarni Farengeyt va selsiylarda ifodalash:
1-rasm.a) 360 C=? 0F ) 180 bo’lgan son to’plami.

Endi formulaning kelib chiqishini ko’ramiz. Buning uchun



(1)

(2)

larni olamiz (1) ning ikki tomoni ga ya’ni bir mol uchun hisoblanganhajmga ko’paytiramiz, shunda (1) formula quyidagi ko’rinishda bo’ladi.



(3)

Biroq bu yerda ga teng



(4)

Biroq bu yerda ga teng



(5)

1 mol ga uchun yozsak, bularni chap tomonlarini teng bo’lganligi uchun, o’ng tomonlarini tenglastiramiz.



(6)

2 tomonini 3ga ko’paytrib, quyidagi tenglikni xosil qilamiz.



(7)

Bu yerdan

(8)

Agar =k ekanligini hisobga olsak (8) formuladan

ya’ni kelib chiqadi.[7]

bog’langan. Shuning uchun molekulalarning bir-biriga nisbatan joylashuviga bog’liq bo’lgan ptensial energiya ham bo’ladi.

Jismni tashkil qilgan zarralarning kinetik energiyasi bilan o’zaro ta’sir ptensial energiyasi ikkalasi birgalikda jismning ichki energiyasini tashkil qiladi.

Jismning ma’lum bir ichki energiya zahirasiga ega bo’lishi bilan birga mexanik energiyaga ham ega bo’lishi mumkin. Masalan, ma’lum bir balandlikda uchib ketayotgan snaryadning ichki energiyasidan tashqari, yana mexanik energiyasi- ptensial va kinetik energiyasi bo’ladi.



Jismlarning ichki energiyasining o’zgarishi.

Jismning ichki energiyasi qandaydir o’zgarmaydigan kattalik emas, bir jismning o’zida ichki energiyasi o’zgarib turishi mumkin. Masalan, tempratura ko’tarilganda jismning ichki energiyasi oshadi, shu jism molekulalarining o’rtacha kinetik energiyasi oshadi. Temperature pasayganda esa aksincha, jismning ichki energiyasi kamayadi.

Shuningdek jism bir agregat holatidan ikkinchisiga o’tganda, deformatsiyalanganda, maydaroq bo’laklarga parchalanganda uning ichki energiyasi o’zgaradi, chunki bu hollarning barchasida zarralarning bir-biriga nisbatan joylashuvi o’zgaradi, demak ularning potensial energiyasi ham o’zgaradi.

Bu aytilganlarda kelib chiqadiki, jismning ichki energiyasi uning holatiga bog’liq emas. Jism holati o’zgarganda uning ichki energiyasi ham o’zgaradi.

Endi qanday jarayonlar natijasida jismning ichki energiyasi o’zgarishini ko’raylik.

Agar harakat qilayotgan jism ishqalanish kuchini yengib ish bajarsa, uning mexanik energiyasi kamayadi, shu bilan birga jismning holati ham o’zgaradi. Ishqalanganda jismlar isiydi, mayda bo’laklarga parchalanadi, hatto bir agregat holatdan ikkinchisiga ham o’tish mumkin. Demak ish bajarish jarayonida jismning ichki energiyasi o’zgaradi.



Jismlarning ichki energiyasini boshqa yo’llar bilan ham o’zgartirish mumkin. Gaz plitaqsi ustiga qo’yilgan suv qaynaydi, uning ichki energiyasi o’zgaradi. Uydagi mhavo va boshqa buyumlar pechkadan yoki bug’ bilan isitish batareyasidan issiqlik olib isiydi, demak, ularning molekulalarining o’rtacha kinetik energiyasi ko’paygani uchun ichki energiyasi ko’payadi.

Ammo bunnda ish bajarilmaydi. Demak, ichki energiyaning o’zgarishi faqat ish bajarilgandagina emas, balki turli issiqlik jarayonlarida ham ro’y berishi mumkin ekan.

Jism ichki energiyasining hech qanday ish bajarmasdan o’zgarishi jarayoni issiqlik uzatish deb ataladi. Issiqlik uzatish jismlar bevosita bir-biriga tekkanda ham, bir-biridan ma’lum uzoqlikda bo’lganda ham ro’y beradi.

Demak, jismning ichki energiyasi oshsa, u atrofdan ma’lum bir miqdorda energiyaolmgan bo’ladi, yoki aksincha ichki energiyaning kamayishi esa jism o’z energiyasidan bir qismini berganligini ko’rsatadi.

Issiqlik deb ataladigan maxsus kattalik issiqlik uzatish jarayonida jismning olgan yoki bergan energiyasining o’lchovi bo’ladi.

Shunday qilib, jismning ichki energiyasni ikki usul bilan: mexanik ish bajarish yoki issiqlik uzatish usuli bilan o’zgartirish mumkin.

Ichki energiyaning mexanik energiyaga aylanishidek teskari jarayonni ham kuzatish mumkin. Agar broberka ichidagi suv uzatilsa suvning ichki energiyasi orta boshlaydi. Suv qaynaydi, bug’ bosimi shu qadar ortib ketadiki, tiqin otilib chiqib, yuqoriga uchib ketadi. (2-rasm). Tiqinning kinetik energiyasi bug’ning ichki energiyasi hisobiga ortadi. Suv bug’i kengayganda ish bajarib soviydi. Bunda bug’ning ichki enrgiyasi kamayadi.
Silindrdagi gazning ichki energiyasi ish bajarish yo’li bilan ham, gazni isitish orqali ham o’zgartirish mumkin. (3-rasm)

Temodinamikaning birinchi qonuni.

Darsning rejasi:

  1. Darsning ta’limiy maqsadi:

  1. energiyaning saqlanish qonunini takrorlash, umumlashtirish natijasida o’quvchilarning bilimlarini chuqurlashtirish asosida termodinamikaning birinchi qonunining fizik mohiyatini tushuntirish.

  2. O’tkazlidigan demonstration tajribani kuzatish tahlil qilish, taqqoslash, umumiy belgilarni ajratib olish, ulardan kelib chiqadigan xulosalardan foydalanib ishlash ko’nikmalarini hosil qilish.

  1. Darsning rivojlantiruvchi maqsadi:

O’quvchi shaxsiyatiga energiya materiyaning bir ko’rinishi sifatida har doim mavjud ekanligi, yo’q bo’lmasligi, fizik jarayonlarda bir turdan ikkinchi turga aylanishi to’g’risidagi dunyoqarashni rivojlantirish.

  1. Darsning jihozi:

  1. Termopara bilan M 1032 demonstratsion galvonometr;

  2. Cho’ziluvchan moslama bilan gidravlik press;

  3. Metall sterjen;

  4. Qalin shishadan ishlangan proberka;

  5. Shina yoki Komovskiy nasosi;

  6. Kichik yoritgich

Darsning borishi:

O’qituvchi tomonidan o’quvchilarga 9 sinfda o’tilgan energiyaning saqlanish va bir turdan boshqa turga aylanish qonunini takrorlash va unga misollar keltirish tavsiya etiladi. Undan keyin esa mexanik energiyani issiqlik energiyasiga aylanishini nomayon qiluvchi tajribani ko’rsatadi. Bu tajriba jiz materialdan tayyorlangan trubkani ishqalanish vositasida qizdirishdan iborat.

Yupqa jiz trubka shtativga mahkamlanadi va uning ichiga 4-3 sm3 hajmda efir solinadi. Uning og’zini tiqin bilan germetik berkitiladi. Gilzani mustahkam uzulmaydigan shnur yordamida o’rab olinadida, keyin trubkaga yopishgan shnurni u yoq-bu yoqqa harakatlantiriladi, ya’ni ishqalanadi.

Shnur trubkaga ishqalangan sari trubka devoir qiziydi va efirni qizdiradi. Bir necha sekunddan keyin efir qaynay boshlaydi, uning natijasida bosim ortib efir bug’ining bosim kuchlari tiqinni yuqoriga otib yuboradi. (4-rasm)

O’quvchilarga nima uchun bu hodisa ro’y beradi? – degan savol beriladi.

Sinfdan 2-3 o’quvchi hodisaning fizik ma’nosini tushuntirib beradi, keyin birgalikda mexanik energiyaga issiqlik energiyaga aylanganligi haqida haqida misollar keltirishni tavsiya qilamiz. Navbatdagi tajriba, sterjenning jo’zilishi jarayonida uning qizishidir.

Tajribaning natijalarini o’quvchilar bilan birgalikda muhokama qilinadi, so’ng xulosa chiqariladi.

O’qituvchi bunga qo’shimcha Robert, Mayer , Joul, Kelvin ishlari va g’oyalari haqida gapirib berishi kerak. Yuqoridagi olimlar tomonidan “Mexanik ish bilan issiqlik miqdori ekvivalent” ekanligi to’g’risidagi g’oyalar uzoq vaqt mavhum bo’lib kelganini aytish kerak. Ko’proq issiqlik energiyasining mexanik energiyaga aylanishi, tabiatda turli jarayonlar yuz berishi natijasida har doim energiya bir turdan ikkinchi turga aylanib turish masalasida to’xtatish lozim.

Ichki enrgiyani o’zgartirsh usullariga ko’proq misollar keltirilad. Keyin o’qituvchi “issiqlik o’tkazuvchanlik” “konveksiya” “nurlantirish” larni takrorlab turib, ularni turmushda, texnikada va konkret vaziyatlarda qo’llanishi, issiqlik miqdori bir jismdan ikkinchi jismga o’tganda hisoblash formulalari ishlatilishi haqida gapiradi. Yuqoridagi savollarni tahlil qilib bo’lgandan so’ng termodinamikaning birinchi qonuniga quyidagicha ta’rif beriladi:

Energiyaning saqlanish va bir turdan ikkinchi turga o’tishi qonunining matematik ifodasini issiqlik jarayonlariga qo’llashi termodinamikaning birinchi qonuni deyiladi.

Faraz qilaylik, sistema bir holatdan ikkinchi holatga o’tishida, uning ichki energiyasi ga o’zgargan bo’lsin. Bunday o’zgarish sistemaga miqdordagi issiqlik bergandagina bo’lishi mumkin. Umumiy holda yuqorida ko’rib chiqqanimizdek ichki energiyani o’zgarishi bilan bir qatorda sistema A miqdorda mexanik ish bajarishi mumkin. Agar shartli ravishda, sistema uning bajargan ishini va issiqlik miqdorini musbat deb qabul qilinsa, bu hol uchun termodinamikaning birinchi bosh qonunining matematik ifodasi ushbu ko’rinishda yozilishi mumkin:



va shunga mos ravishda ta’rif sistemaga berilgan issiqlik miqdorining bir qismi uning ichki energiyasini ko’paytirishga va sistema tshqi kuchlarga qarshi ish bajarishi uchun sarflanadi.

Termodinamikaning birinchi qonunining fizik mohiyatini yanada chuqurroq yoritib beradigan, ya’ni abadiy dvigatel yaratish mumkin emasligini tasdiqlovchi shunday ta’rif ham qabul qilingan:

Tashqaridan energiya olmasdan turib ish bajaradigan davriy harakatga keluvchi qurilma mavjud bo’lishi mumkin emas.

formuladan ko’rinib turibdiki, agar tashqaridan olingan issiqlik miqdori bo’lsa, . (-) ishorasi sistema ichki energiyasining kamayishi hisobiga ish bajarar ekan. Sistemada ichki energiyasining miqdori chegaralanganligini hisobga olsak, u tugagandan keyin dvigatel to’xtab qoladi. Ba’zi hollarda termodinamikaning birinchi qonunini chegaralangan sistemada ichki energiyaning o’zgarmasligi qoidasi ham deyiladi. u quyidagicha o’qiladi.

Har qanday chegaralangan sistemaning ichki energiyasi o’zgarmas kattalikdir.

O’qituvchi fizikada bo’limlar chuqur o’rgatilishuini hisobga olib, gazning o’zgarmas hajmdan va o’zgarmas bosimdagi issiqlik sig’imlari tushunchasini berisgh mumkin.

Ta’rifga ko’ra, agar bo’lib ish bo’lsa, unday hol uchun , yoki bo’ladi.



Suyuqlik va qattiq jismlarda ni holidan kichik - shuningh uchun bunday jismlar uchun deyish mumkin. Gazlarda hajmiy kengayish koeffitsenti qattiq jism va suyuqliklarga qaraganda taxminan 100 marta yuqori, gazlar uchun

.

Ideal gaz uchun hisoblaydigan bo’lsak



unda

Agar termodinamikaning birinchi qonuni bir mol miqdorda modda uchun qo’llab ish faqat hajm kengayishi hisobiga bajarilishini nazarda tutib issiqlik miqdorini hisoblaydigan bo’lsak:



bo’ladi.

Keying masala – bu termodinamika birinchi qonunining turli xil jarayonlarga ishlatilishiga doir misollar keltirishdir. Orada o’qituvchi, termodinamikaning birinchi qonuni – materiyaning birinchi qonuni – materiyaning yo’q qilib bo’lmasligi va abadiyligini fizik ifodasi ekanligini gapirib, energiya – materiyaning barcha ko’rinishidagi harakat ma’yori ekanligini, harakat esa materiyaning asosiy xossasi bo’lib, u bilan hamma vaqt, har doim, har qanday sharoitda ham ajralmas ekanligi, shuning uchun termodinamikaning birinchi qonuni, materiya harakatini va uning o’zini abadiy ekanligini tasdiqlovchi tabiiy qonunlaridan biri ekanligini tushuntiradi. O’qituvchiga darsni masala yechish tahlili bilan yakunlash tavsiya etiladi.

Termodinamikada ish.

Gaz siqilishda va kengayishida bajargan ishni eng oddiy hollarda qanday qilib hisoblashni ko’rib chiqamis.

Silindr ichidagi porshen ostida bosim bo’lgan biror gaz bor deb faraz qilaylik. Dastlab gazga tashqi jism tomonidan ta’sir qiladigan kuchning ishini emas, balki gazning o’zi porshenga kuch bilan ta’sir qilganda bajaradigan ishni hisoblab topaylik. Nyutonning uchunchi qonuniga asosan, ga teng bo’ladi.

Gaz tomonidan porshenga ta’sir kuchining moduli ga teng . gaz kengayayotgan va porshen kuch yo’nalishida kichik masofaga siljiyotgan bo’lsin, deb faraz qilaylik. Agar ko’chish juda kichik bo’lsa, gazning bosimini o’zgarmaydi deb hisoblash mumkin. Gazning ishi quyidagiga teng:

(1)

Bu ishni gaz hajmini o’zgarishi orqali ifodalash mumkin. Gazning boshlang’ich hajmi oxirgi hajmi . Shuning uchun

(2)

Bu yerda - gaz hajmining o’zgarishi.

Kengayganda gaz musbat ish bajaradi., chunki kuch yo’nalishi bir xil kengayishi jarayonida gaz o’z atrofidagi jismlarga energiya uzatadi.

Agar gaz siqilsa, u holda gaz bajargan ishning (2) ifodasi to’g’riligicha qolaveradi. Biroq gaz siqilganda bo’ladi va shuning uchun bo’ladi.

Boshqa jismlarning gaz bajargan ishi gaz bajargan ishdan faqat ishorasi bilan farq qiladi. , chunki gazga ta’sir etuvchi kuch kuchga qarshi yo’nalgan ko’chish esa avvalgiga bo’laveradi. Shuning uchun gazga ta’sir etuvchi tashqi kuchlarning ishi quyidagiga teng:



Bu formulani keltirib chiqarishni o’quvchilarga etamiz. Bu yerda minus ishorasi gaz siqilganda, ya’ni bo’lganda tashqi kuch musbat ish bajarilishini bildiradi. Bu holda bo’lishiningh sababi tushunarlidir. Gaz siqilganda kuch yo’nalishi bilan ko’chish yo’nalishi bir xil bo’ladi. Tashqi jismlar gaz ustida musbat ish bajarib, gazga energiya beradi. Gaz kengayganda, tashqi jismlar bajargan ish manfiy bo’ladi, chunki bu holda . Endi kuch va ko’chish yo’nalishlari qarama-qarshidir. [4]

Download 0,67 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish