3-mavzu: Gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasi. Ideal gaz modeli. Gazlar kinetik nazariyasining asosiy tenglamasi. Energyaning erkinligi darajalari bo‘yicha taqsimlanishi. Gazlarning issiqlik sig‘imlari

< >
bu yerda — molekulaning effektiv diametri, p — hajm birligidagi molekulalar soni.
Vaqt birligi ichida o’rtacha to’qnashuvlar soni. O’zaro to’qnashuvlar paytida molekulalarining tezlik yo’nalishlari o’zgaradi va yana to’qnashguncha to’g’ri chiziqli harakat qiladi. SHunday qilib, qayta to’qnashuvdan keyin ularning harakat yo’nalishi o’zgaradi va harakat traektoriyasi uzluksiz siniq chiziqlardan iborat bo’ladi. Vaqt birligi ichida to’qnashuvlar sonini hisoblab topish uchun quyidagi oddiy mulohazani yuritaylik. Molekula r radiusli elastik sharchalardan iborat bo’lib, har bir 1 sm³ da n₀ ta molekula bo’lsin. Soddalik uchun to’qnashuvchi molekuladan bo’lak barcha molekulalar tinch turibdi, deb faraz qilaylik. Qaralayotgan molekula J tezlik bilan harakatlanib, o’z yo’lidagi barcha molekulalar bilan, ya’ni asosining yuzasi (effektiv ko’ndalang kesim yuzasi) s ga, uzunligi ga teng bo’lgan silindr ichidagi barcha molekulalar bilan to’qnashadi. Silinrning hajmi , undagi barcha molekular soni bo’lganligi uchun vaqt birligi ichidagi to’qnashuvlar soni

Gazlarda diffuziya. Agar gaz bir necha gazlar aralashmasidan iborat bo’lib, ularning konsentratsiyalari turli nuqtalarda turlicha bo’lsa, vaqt o’tishi bilan sekin asta hamma nuqtalarda gaz komponentalarining konsentratsiyasi tenglasha boradi. Ana shu jarayonga gazlarning diffuziyasi deyiladi. Diffuziya davomida gaz massasining ko’chishi konsentratsiyasi kichik bo’lgan yo’nalishda ro’y beradi va hamma joyda konsentratsiya tenglashguncha davom etadi. SHunday diffuziyaga nostatsionar diffuziya deyiladi. Agar konsentratsiyalar o’rtasidagi farq tashqi manba hisobiga doimiy (bir tomonda katta, ikkinchi tomonda kichik) saqlansa bunday diffuziyaga statsionar diffuziya deyiladi. Diffuziya jarayonida massa ko’chadi va bu ko’chirilayotgan massa-ning son qiymati nimalarga bog’liq ekanligini hisoblab topaylik. Soddalik uchun gaz massasining ko’chishi x o’qi yo’nalishida bo’lgan holni qaraylik. Biz ko’rib o’tdikki, massa ko’chishi uchun ma’lum yo’nalishda konsentratsiyalar farqi bo’lmog’i kerak. Ma’lum A nuqtada gazning hajm birligidagi molekulalari-ning soni n, undan chap tomonda masofada , o’ng tomonda masofada bo’lsin. Bar-cha molekulalarning o’rtacha erkin chopish masofasi , o’rtacha tezligi bo’lsin. Gaz molekulalari xaotik harakatlanganliklari tufayli hajm birligidagi barcha molekulalarning uchdan bir qismi x, uchdan bir qismi u, uchdan bir qismi z o’qi bo’yicha harakatlanadi. Biz esa faqat x o’qi bo’yicha harakatlanayotgan molekulalarni qarayapmiz. Demak, barcha molekulalarning uchdan bir qismi x o’qi bo’yicha harakatlanadi. SHulardan yarmi, ya’ni oltidan bir qismi x o’qining musbat yo’nalishi bo’yicha, yana oltidan bir qismi x o’qining manfiy yo’nalishi bo’yicha harakatlanadi. x o’qining musbat yo’nalishi bo’yicha dS yuzadan dt vaqt ichida chapdan o’ngga harakatlanib o’tuvchi molekulalarning soni

o’ngdan chapga o’tuvchi molekulalarining soni esa

ga teng. dS yuzadan o’rtacha erkin chopish masofasi ga teng va undan kichik masofada chap va o’ngdagi molekulalar shu yuzadan o’tadi. Undan ortiqcha masofada turganlar to’qnashuvlar tufayli dS yuzaga etmasdan o’z yo’nalishlarini o’zgartirib yuboradilar. SHuning uchun ifodalarda hadlar qatnashayapti. Konsentratsiya farqi tufayli chapdan o’ngga o’tuvchi–ko’chuvchi molekulalarning soni ga teng. Uni har bir molekulaning massasi m ga ko’paytirsak, dS yuzadan dt vaqt ichida chapdan o’ngga ko’chuvchi molekulalarining umumiy massasini hosil qilamiz