Modda agregat holatlarining molekulyar kinetik nazariyasi

3. Gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasi

Gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasi deb, materiyaning to’xtovsiz betartib harakatlanuvini va kinetik energiyaga ega bo’lgan molekulalardan tuzilganligini etirof etuvchi nazariyaga aytiladi. Molekulyar-kinetik nazariya asoslari dastlab 1738 yilda D.Bernulli tomonidan keyinroq batafsil M.V.Lomonosov tomonidan (1744-1748 yillarda) yaratilgan bo’lib, bu nazariya moddaning atom-molekulyar tuzilishini e’tirof qildi. XIX asrda molekulyar-kinetik nazariya Klauzius, Maksvell va Bolsmanning ishlarida o’z rivojini topdi. Bu nazariyaning zamonaviy ko’rinishini yaratishda rus olimi Ya.I.Frankelning xizmatlari katta.

Molekulyar-kinetik nazariya gazlarning ko’pgina xossalarini, masalan idish devoriga ko’rsatadigan bosimini, diffuziya jarayonining sekin o’tish sababini va harorat ko’tarilishi bilan bosimning ortishi va hokazolarni tushunishga imkon beradi. Kinetik nazariyaga ko’ra gaz bosimini zarralarning idish devoriga urilishining yig’indisi deyish mumkin. Gaz molekulalari turli tezlik bilan harakatlanadi, lekin har qaysi gaz uchun muayyan haroratda molekulalarning o’rtacha arifmetik tezligi o’zgarmasdir. O’rtacha arifmetik tezlik U_a berilgan haroratdagi molekulalar tezliklari yig’indisini barcha molekulalar soniga bo’lish bilan topiladi:

U_a=U₁+U₂+….U_n (19.1)

Ko’pincha o’rtacha kvadratik tezlikdan foydalanishga to’g’ri keladi. U molekula tezliklari kvadratining yig’indisini barcha molekulalar soniga bo’lib hosil bo’lgan natijani kvadrat ildizdan chiqarish yo’li bilan topiladi.

(19.2)

Gaz molekulalarining tezligi bilan bosimi orasida ma’lum bog’lanish mavjud. Agar zarrachaning massasi m, o’rtacha kvadratik tezlik , zarrachalarning umumiy soni -N, bir mol gazning hajmi V, bosimi P bilan belgilansa, gazlarning molekulyar-kinetik nazariya tenglamasini quyidagicha ifodalash mumkin:

(19.3)

Molekulyar-kinetik nazariya asosiy tenglamasidan foydalanib, gaz molekulalarining o’rtacha kvadratik tezligini xisoblab topish mumkin. Agar bir mol gaz olinsa, PV=1/3·Nmu² tenglamadagi N-o’rniga Avogadro soni N_A qo’yiladi.mN_A=M molekulyar massa bo’lgani uchun:

(19.4) kelib chiqadi.

Mendeleev – Klayperon tenglamasiga muvofiq, PV=RT demak

Bundan: (19.5) -o’rtacha kvadratik tezlik.

Demak, gaz molekulalarining o’rtacha kvadratik tezligi absolyut haroratning kvadratik ildiziga to’g’ri, gaz molekulyar massasining kvadrat ildiziga teskari proporsionaldir.