Fakulteti fizika yo’nalishi umumiy fizika va magnetizm kafedrasi

Gaz qonunlariga doir grafik masalalar.

Grafik masalalarning o’zi ikki guruhda bo’lishi mumkin:

1. 
   guruh masalalar izojarayonlarni bir yoki bir necha koordinata sistemalarida yasashga doir. Masalan, 20°C temperaturada kechayotgan gaz bosimi va hajmi ko’paytmasi R*V = 8 Nm. ga teng bo’lgan izotermik jarayonning P,V; V,T; P,T koordinatalarida chizish.
   
2. 
   guruh masalalarda jarayonni termodinamik parametrlarning qiymatlarini aniqlash, talab tavsiflovchi chizma (grafik)ni o’qish yoki undan xulosa chiqarish zarur.
   

Masalan, chizmada massalari teng bir xil gaz uchun ikkita izobara tasvirlangan. Shu jarayon ro’y berishi mumkin bo’lgan bosimlarni taqqoslash talab etiladi va o’quvchilar quyidagi savollarga javob berishlari kerak bo’ladi:
Chizmada qaysi parametrlar orasidagi bog’lanish tasvirlangan?
Ushbu bog’lanishning xarakteri qanday?
Gaz holatlari o’zgarishlari nimalar bilan farq qiladi?
Masala shartida qo’yilgan savolga javob topish uchun izotermalar o’tkazib, qanday jarayonda bir xil temperaturada gaz katta hajmga ega bo’lishi aniqlanadi. O’quvchilar izotermik jarayonda katta hajmga kichik bosim to’g’ri kelishini bilib oladilar. Demak, I jarayon II jarayonga qaraganda kichik bosim ostida kechganligi kelib chiqadi.
Endi ma’lum bir massali ideal gazda ro’y bergan izojarayonlarning (R,T), (T,R) va (V,P) koordinata o’qlarida tasvirlanishiga doir grafik masalalardan namunalar keltiramiz.

1. 
   Ma’lum bir massali ideal gazning izotermik kengayishining (P,T), (T,P) va (V,P) o’qlarda grafik ravishda tasvirlanishi:
   

2. 
   Berilgan massali ideal gazning izobarik sovutilish grafigining (V,P), (P,T), (V,T), va (t,V) o’qlarda tasvirlanishi:
   

3. 
   
   39
   Ma’lum macsali ideal gaz temperaturasining izoxorik ko’tarilishining (P,V), (V,T), (P, t), va (t, P) o’qlarda grafik tasvirlanishi:
   

4. 
   Berilgan massali ideal gaz zichligining o’zgarmas bosimda temperaturaga bog’liqligining grafik tasvirlanishi:
   

PV  m/ M  RT  P  m/V  RT / M ^{m / V  }

1    RT / PM
1= CT    1/ C 1/ T
R/ M  Cos t

yoki   V / T

5. 
   Rasmda grafik ravishda tasvirlangan jarayonda ma’lum massali ideal gazning temperaturasi qanday o’zgargan?
   

Bu savolga javob topishda berilgan jarayon uchun izotermalar yasaymiz. Endi umumiy nuqtaga ega bo’lgan 1-2-3 kesmali T₁ va T₂ izotermalarni taqqoslaymiz. T₂ > T₁ bo’lgani uchun jarayon boshida temperatura ko’tarilib, keyin esa pasayishi haqida xulosa chiqarishi mumkin.

6. 
   Ma’lum bir massali ideal gaz bilan ikkita izoterma va ikkita izoxoradan iborat sikl bajarilgan. Shu siklni (P,T), (  ,T) va (U,V) o’qlarda tasvirlang:
   

Bunday masalalarni yechish birmuncha murakkab bo’lsa ham, biroq ularning fizikaga qiziqishi yuqori bo’lgan o’quvchilarga qo’shimcha mashg’ulotlar sifatida ahamiyati katta.
Ma’lumki, gaz qonunlarini o’rganishda amaldagi dastur bo’yicha faqat ximiyaviy bir jinsli gazlar to’g’risida ma’lumotlar berish ko’zda tutilgan bo’lib, gaz aralashmalariga doir ma’lumotlar, shuningdek uning molyar massasi haqida tushuncha berilmagan. Vaholanki, fizikadan oliy o’quv yurtlariga kirish test-sinov topshiriqlarida gaz aralashmalariga doir masalalar uchraydi. Bundan tashqari shu mazmundagi masalalar olimpiadalarning viloyat va respublika bosqichlari nazariy turlarida ham o’quvchilarning nostandart holatlar uchun bilimlarini qo’llay olish ko’nikmalarini aniqlash maqsadida taqdim etiladi.
Gaz aralashmalariga doir masalalar mohiyati jihatdan ideal gaz qonunlariga doir masalalardan kam farq qiladi. Agar masala shartiga ko’ra, gaz aralashmalari tarkibi o’zgarmasa, aralashmani molyar massasining o’rtacha qiymati bilan olingan yagona ideal gaz deb qarash mumkin. Masalan, quruq havo uchun uning asosiy komponentlari bo’yicha o’rtacha molyar massasi M_havo=29*10^-3 kg/mol.
Shu jihatlarni hisobga olib, gaz aralashmalariga doir masalalar yechish bo’yicha o’quvchilarning nazariy bilim va amaliy ko’nikmalarini oshirish maqsadida quyida masalalar berildi. Bunda ham fizik kattaliklarni iqtisodiy atamalar bilan ifodalovchi tovar bahosining darajasi (bosim), sotishga chiqarilgan tovar xajmi (hajm), muomalada pul mikdori (massa), pulning aylanish tezli (xarorat) kabi integrallashgan bilimlarga tayaniladi.