9-mavzu: Statistik fizika va tеrmоdinamika

3. Tashqi kuchlar ta’siri bo‘lmaganda gaz molekulalarining hajm bo‘yicha taqsimlanishi

Hozirgi zamon fanining ma’lumotlariga ko‘ra har qanday modda (jism) molekula deb ataladigan alohida zarrachalardan tuzilgan bo‘lib, molekula o‘z navbatida atomlardan tashkil topgandir.

Atom-muayyan kimyoviy elementning barcha xususiyatlarini o‘zida saqlagan eng mayda zarrasi. Har qanday elementning atomi proton va neytronlardan tashkil topgan musbat zaryadli yadrodan va uning atrofida aylana yoki elliptik orbitalar bo‘yicha harakatlanadigan manfiy zaryadli elektronlardan iborat murakkab sistemadir.
Molekula-muayyan moddaning barcha kimyoviy xossalariga ega bo‘lgan va mustaqil ravishda mavjud bo‘la oladigan eng mayda zarrasi. Molekula bir xil yoki har xil atomlardan tashkil topishi mumkin. Molekulaning xossasi- uning tuzilishiga, qanday atomlardan tashkil topganligiga, ularning soniga, atomlarning fazoviy joylashuviga, ular o‘rtasidagi o‘zaro ta’sirlashish kuchlarining tabiatiga bo\liq.
Tabiatdagi barcha jonli va jonsiz narsalarning hammasi moddalardan iboratdir. Ma’lum bo‘lgan moddalarning xossalari aniqlanib ularga nomlar ham berilib bo‘lingan. Hozirgi kunda taxminan ikki milion xil modda mavjud.
Bir xil atomlardan tuzilgan molekulali moddalarga oddiy moddalar deyiladi.
Har xil atomlardan tuzilgan molekulali moddalarga murakkab moddalar yoki kimyoviy birikmalar deyiladi.
Molekulalarning o‘lchamlari juda kichik bo‘lib, ularning diametrlari 2×10^-8sm chamasida bo‘ladi.
SHunipng uchun, har qanday gazning bir kub santimetrida 2,7·10¹⁹ ta molekula bor. (normal sharoitda) Bu sonning qanday katta ekanligini tasavvur qilish uchun quyidagi misolni keltirishimiz etarlidir:
Ichi bo‘sh bo‘lgan 1 sm³ si\imli ampulani teshigidan har sekundda 100 mln donadan havo molekulasi o‘tadigan bo‘lsa, ampulani normal zichlikkacha to‘l\azish uchun 9000 yilga yaqin vaqt zarur bo‘ladi.
Molekula va atomlarning massasi juda kichik bo‘ladi. Masalan, normal sharoitda vodorod molekulasining massasi m_ng≈3,3×10^-24g. ga teng. Hisob ishlarida molekulalarning massalarini absolyut qiymatlaridan emas, balki nisbiy qiymatlaridan foydalanish qulay bo‘ladi. SHuning uchun har qanday atom va molekulaning massasi halqaro kelishuvga muvofiq uglerod (₆S¹²) atomi massasining 1/12 qismi bilan taqqoslab olinadi_ bu holda nisbiy massa butun songa yaqin bo‘ladi.
Moddalar nisbiy molyar massasi (yoki atom) deb, shu molekula (yoki atom) massasining uglerod molekulasi (yoki atomi) massasining 1/12 qismiga bo‘lgan nisbatiga aytiladi, ya’ni
. (13.1).
- o‘lchamsiz kattalik. Bundan ko‘rinadiki, hisoblanishi zarur bo‘lgan molekulaning massasi
. (13.2).
Jismlarda atom yoki molekulalarning nihoyatda ko‘pligi uchun, ularning N sonini 0,012 kg massali ugleroddagi atomlar soni N_A ga taqqoslash qulay bo‘ladi. Buning uchun modda miqdori degan fizik kattalik kiritilgan:
(13.3).
O‘lchov birligi SI: mol. 1 kmol= 1×10³ mol.
Moddalarni kimyoviy tuzilishi jihatidan harakterlash uchun molyar massa deb ataluvchi fizik kattalikdan foydalaniladi. Molyar massa deb, bir mol-modda miqdoriga mos kelgan massaga aytiladi:
(13.4)
agar ni va (13.3) ni e’tiborga olsak

Har qanday moddaning bir mol miqdordagi molekulalar yoki atomlar soni bir xil bo‘lib, unga Avogadro soni deyiladi. (Avogodro italiya olimi).
. (13.4).
Avogadro 1811 yilda gazlar uchun quyidagi qonunni aniqladi. Bir xil temperatura va bir xil bosimda istalgan gazning teng hajmdagi molekulalar soni bir xil bo‘ladi.
Avogadro qonuniga asosan, har qanday gazning bir kilomol miqdori o‘zgarmas bosim va o‘zgarmas temperaturada bir xil hajmni egallaydi, chunki ulardagi molekulalar soni bir xil bo‘ladi.
Bu hajm =22,4·10^-3 m³/mol=22,4 m³/kmol. - kilomolyar hajm deyiladi. =6,02×10²⁶ kmol^-1ga teng.