Bilim sohasi

2.6-§. SUYUQLIKLAR MOLEKULYAR TUZILISHINING XUSUSIYATLARI

Oddiy suyuqliklar izotropdir, tuzilishi jihatidan esa ular amor jismlar hisoblanadi. Suyuqliklarning ichki tuzilishlari eng yaqin joylashishlari (o‘zaro yaqin zarrachalarning bir-biriga nisbatan tartibli joylashishlari) bilan xarakterlanadi. Molekulalar orasidagi masofalarning kichik bo‘lishi, lekin o‘zaro ta’sir kuchlarining kattaligi, suyuqliklarning juda kichik siqiluvchanligiga olib keladi: suyuqliklar orasidagi masofani oz miqdorda kamaytirish, molekulalar orasida o‘zaro katta itarish kuchlarini yuzaga keltiradi.

Suyuqliklar qattiq jismlarga o‘xshab juda oz siqiluvchanlikka va katta zichlikka ega; ular gazlar kabi, o‘zi turgan idish shaklini oladi. Suyuqliklar xossalarining bunday xarakterda bo‘lishi ularni tashkil etgan molekulalarning issiqlik harakati bilan bog‘liqdir. Gazlarda molekulalar juda kichik kesma oralig‘idagina to‘g‘ri chiziqli, qolgan paytda esa tartibsiz harakatda bo‘lib, ularning joylashishlarida esa qat’iyan bir tartib bo‘lmaydi. Kristall jismlarda zarrachalar ma’lum bir muvozanat holati atrofida, ya’ni kristall panjara tugunlari atrofida tebranib turadi. Ya.I.Franklin nazariyasi bo‘yicha suyuqlik molekulalari qattiq jism molekulalari kabi muvozanat vaziyati atrofida tebranadi, ammo bu muvozanat vaziyati doimiy bo‘lmaydi. Biror “o‘troq yashash vaqti” deb atalgan vaqt o‘tgandan so‘ng qo‘shni molekulalar orasidagi masofalari o‘rtachasiga teng bo‘lgan masofaga sakrab o‘tib, boshqa muvozanat nuqtasi atrofida tebranadi. Suyuqlikdagi molekulalar orasidagi masofani hisoblaylik.

bo‘lgani sababli bu erda n=N_A·ρ/M suyuqlik molekulalarning konentratsiyasi u holda

(2.18)

δ ning son qiymati 10^-10m. ni tashkil etadi; masalan, suv uchun δ 3 10^-10 m.

Molekulaning “o‘troq yashash vaqti ni o‘rtacha relaksatsiya vaqti deb aytiladi. Haroratni oshirish va bosimni kamaytirish relaksatsiya vaqtining juda ko‘p marta kamayishiga olib keladi, bu esa molekulalar harakatchanligining oshganligidan va qovushoqlikning kamayganidan dalolat beradi.

Suyuqlik molekulasi bir muvozanat holatidan boshqasiga sakrab o‘tishi uchun bu molekulani o‘rab turgan boshqa molekulalari bilan bog‘lanishlar uzilishi va boshqa yangi qo‘shni molekulalar bilan o‘zaro bog‘lanishlar uzilish jarayoni yangi molekulyar bog‘lanishlar paydo bo‘lishida ajralib chiqadigan E_a energiya (aktivatsiya energiyasi) sarf qilishni talab qiladi. Molekulalarning bir muvozanat holatidan boshqasiga bunday o‘tishi balandligi E_a bo‘lgan potentsial to‘siq orqali o‘tish hisoblanadi. Molekulalar potentsial to‘siq orqali o‘tishi uchun lozim bo‘lgan energiyani qo‘shni molekulalar issiqlik harakati energiyasidan oladi. Relaksatsiya vaqtini suyuqlik temperaturasiga va aktivatsiya energiyasiga bog‘liqligini Boltsman taqsimoti qonunidan kelib chiqadigan formula yordamida ifodalash mumkin:

(2.19)

Bu erda molekulalar muvozanat vaziyatlari atrofida o‘rtacha tebranishlari davri.

O‘rtacha ko‘chish masofasi va o‘rtacha vaqt τ ni bilgan holda molekulalarning suyuqlikdagi o‘rtacha harakat tezliklarini aniqlash mumkin:

(2.20)

Bu tezlik gaz molekulalarining o‘rtacha tezligiga nisbatan kichikdir. Masalan, suv molekulalari uchun v xuddi shunday haroratdagi bug‘ molekulalariga nisbatan 20 marta kichikdir.