Past bosim ostida qizdirilgan va siyraklashtirilgan real gazlarning xossalari ideal gaznikiga juda yaqin bo‘ladi. Ammo, bosim ortishi bilan molekulalar orasidagi o‘rtacha masofa kamayib boradi va natijada molekulalarning xususiy hajmlari va ular orasidagi o‘zaro ta’sirni hisobga olish zarurati paydo bo’ladi.
Molekulalararo ta’sir kuchlari.
Modda molekulalari orasida o’zaro ta’sir kuchlari mavjud bo’lib, bu kuchlar molekulalararo masofaga bog’liq. Bir-biridan uzoq masofalarda ular o’zaro tortishishadi, yaqin masofalarda esa itarishadi. O’z tabiatiga ko’ra bu kuchlar elektromagnit ta’sirdan iborat bo’lib, ularning kattaligi moddaning agregat holatiga bog’liq ravishda o’zgaradi.
Moddaning molekula va atomlari to’xtovsiz issiqlik harakatida bo’ladilar va shuning uchun ma’lum kinetik energiyaga ega. Ular o’zaro tasirlashganliklari tufayli ma’lum potensial energiyaga ham ega. Moddaning agregat holatlari esa ana shu o’rtacha kinetik va potensial energiyalarning o’zaro nisbatiga bo’g’liq.
Agar molekulalarning kinetik energiyasi ularning potensial energiyasidan son qiymati jihatidan bir necha barobar katta (Ek>>Ep) bo’lsa, modda gaz holatda bo’ladi.
Agar molekulalarning kinetik energiyasi ularning potensial energiyasidan son qiymati jihatidan bir necha barobar kichik (Ek<modda qattiq holatda bo’ladi.
Agar molekulalarning kinetik va potensial energiyalari son qiymati bir-biriga yaqin bo’lsa (Ek~Ep) bo’lsa, modda suyuq holatda bo’ladi.
Ideal gazning bosimi
Idishda ma’lum temperaturada ideal gaz bo‘lsin. Idish ichidagi har bir molekula xaotik harakat qilib, idish devorlariga uriladi. Har bir urilganda idish devorlariga kuch bilan ta’sir etadi. Bitta molekula ta’sir etadigan kuch juda kichik. Lekin idishda juda ko‘p molekulalar mavjud. Ularning devorga deyarli uzluksiz ta’siridan devor sirtida bosim vujudga keladi. Molekulaning tezligi qancha katta bo‘lsa, shuncha qattiq zarb bilan uriladi va gazning idish devoriga bosimi shuncha katta bo‘ladi.
Gazning o’zi turgan idish devorlariga bosim berish xossasi gazning asosiy xossalaridan biridir. Ko’pincha gaz xuddi shunday bosimi bilan o’zining mavjudligini namoyon qiladi. Shuning uchun bosim kattaligi gazning asosiy xarakteristikalaridan biridir.
Agar gaz muvozanat holatida bo’lsa ixtiyoriy yo’nalishda harakatlanayotgan gaz molekulalar soni o’zaro teng ehtimolga ega bo’lanligi uchun gaz molekulalarining idish devorlari bilan to’qnashib unga bergan bosimi hamma yo’nalishlarda bir xil bo’ladi. Shuning uchun gazning bosimini aniqlash uchun uning idish devorlaridan biriga bo’lgan bosimni aniqlash yetarli bo’ladi.
Parallelepiped shaklidagi idishga gaz qamalgan bo’lsin, undagi gaz molekulalarini (atomlarni) bir tomonga harakatlantirib idish devoriga beradigan bosimini aniqlaymiz.
Nyuton qonuniga ko’ra idish devoriga uriluvchi molekulalar unga FΔt miqdorda impuls beradi. Shu vaqt ichida S yuzali devorga Δx masofadan chapdan o’ngga vx tezlik bilan kiruvchi molekulalar soni
Har bir molekula mvx impulsga ega bo’lsa, barcha qatlamga kirayotgan molekulalarning umumiy impulsi
Δx
S
(a)
Parallelepipedning idish devoriga uriluvchi molekulalar unga FΔt miqdorda impuls berganligi uchun (a) formula quyidagi ko’rinishga ega.
Bu yerda
Kelib chiqadi.
Gaz molekulalarining hammasi bir xil tezlik bilan harakatlanmaydi. Undan tashqari to’qnashuvlar tufayli ularning tezliklari o’zgarib ham turadi. Shuning uchun gaz molekulalari tezligining aniq qiymatidan emas, o’rtacha qiymatidan foydalanish kerak bo’ladi.
Gaz molekulasi bilan uning x, y, z o’qlardagi tashkil etuvchilari (o’rtacha qiymatlari) orasida munosabat
Gaz molekulalari xaotik harakat qilganliklari uchun tezlikning turli o’qlardagi proeksiyalari kvadratlarining o’rtacha qiymatlarini o’zaro teng deb faraz qilish mumkin.
Gazning idish devoriga bergan bosimi hajm birligidagi molekulalar soniga, molekulaning o’rtacha kvadratik tezligiga va molekularning o’rtacha kinetik energiyasiga to’g’ri proporsional bo’ladi.