Umumiy fizika kursidan praktikum o’quv qo’llanma

Sinash uchun savollar:
1.
Bugʻlanish deb nimaga aytiladi. 
2.
Kalorometr qanday asbob? 
3.
Solishtirma bug`lanish issiqligiga ta′rif bering 
4.
Sovuq suv va bug` aralashmasini temperaturasi qanday aniqlanadi. 
 
 

---

101 
8-laboratoriya ishi 
KRITIK NUQTADA SUYUQLIK-GAZ FAZAVIY OʻTISHINI KUZATISH 
(
Qoʻshimcha foydalanish uchun adabiyotlar: 4, 9, 10, 11, 12, 45, 47, 56.
)
 
 
Tajriba maqsadi: 
Kritik nuqtadan yuqori qizdirishda suyuqlik-gaz fazaviy 
chegaraning yoʻqolishini kuzatish. Kritik nuqtadan pastga sovushda suyuqlik-gaz 
fazaviy chegaraning shakllanishini kuzatish. Kritik opalessensiyani kuzatish.
 
Qisqacha nazariya: 
Ideal gazning muhim xossalaridan biri, temperatura absolyut 
nolga yaqinlashganda ham, uning kondensirmasligi hisoblanadi. Bunday gaz 
tabiatda mavjud emas, chunki past temperaturalarda ham bunday gaz chiziqli 
oʻlchamlari orasidagi oʻrtacha masofaga nisbatan ancha kichik boʻlgan 
zarrachalardan tashkil topgan va ular faqat elastik toʻnashishlardan tashqari bir biri 
bilan ta′sirlashmaydi. Ideal gaz oʻzgarmas temperaturada siqilsa, uning bosimi 
hajmga teskari proporsional tarzda oshadi (31-rasmga qarang).
Ideal gazning bosimi p, temperaturasi T va molyar hajmi V orasidagi munosabatlar 
ideal gazlar uchun asosiy tenglama bilan ifodalanadi: 
𝑝𝑉 = 𝑅𝑇
(2.35) 
bu yerda R = 8.314 J/(mol
⋅
K) – universal gaz doimiysi. 
Koʻpchilik real gazlarning xossalari ideal gaz xossasiga yaqin boʻladi, agarda ular 
kondensasiya yoki suyuqlanish temperaturasidan yetarli darajada yiroq holatda 
boʻlsa, masalan atmosfera bosimidagi xona temperaturasida. Gaz temperaturasi 
kondensasiya temperaturasiga yaqinlashganda, ya′ni yuqori p bosimda yoki past T 
temperaturada, uning xossalari ideal gaz xossalaridan ancha chetlashadi. Gazning 
zichligi ortganda ularning molekulalari orasidagi oʻrtacha masofa haddan tashqari 
kichik boʻladi. Real gazlarning oʻzini tutishi taxminan van der Vaals tenglamasi 
orqali ifodalanadi: 
(𝑝 +
𝑎
𝑉
2
)(𝑣 − 𝑏) = 𝑅𝑇
(2.36) 

---

102 
Bu tenglamadagi van der Vaals konstantalari a, b gaz holatiga bogʻliq va gaz 
zarrachalarining oʻzaro tortilishini hamda ularning effektiv hajmlarini 
xarakterlaydi. 
32-rasmda real gazning pV diagrammadagi izotermalari keltirilgan. Gorizontal 
urinmasi burilish nuqtasi kabi aniqlanadigan izoterma oʻzgacha ahamiyatga ega. 
Bu nuqta kritik nuqta deb ataladi; bu nuqtaga mos kelgan bosim qiymati pc kritik 
bosim deb, molyar hajm kritik hajm Vc deb va temperatura T kritik temperatura Tc 
deb ataladi. Kritik temperaturadan yuqorida barcha bosimlarda modda gazsimon 
holatda boʻladi va izotermalar van der Vaalsa tenglamasiga mos kelib, ideal gaz 
uchun asosiy tenglamaga yaqinlashadi. 
Kritik temperaturadan pastda vaziyat ancha murakkab. Agar hajm yetarli darajada 
katta boʻlsa (32-rasmdagi shtrixlangan sohadan oʻngda), modda gazsimon holatda 
boʻladi va bugʻ deb hisoblanadi. Juda kichik hajmlarda (shtrixlangan sohadan 
chapda) gaz suyuqlikga oʻtadi va amalda siqilmas boʻladi. Shtirixlangan soha 
suyuqlik-bugʻ aralashmasiga mos kelib, u yerda bugʻ proporsiyasi chapdan oʻnga 
ortib boradi. Bu van der Vaals tenglamasining voqyelikdan chetlanishidir: doimiy 
temperaturada hajmning oʻzgarishi aralashmadagi bugʻ proporsiyasi bilan 
oʻzgaradi, ammo uning bosimi emas. Shtrix chiziqlar bilan chizilgan chiziqlarning 
bir qismi van der Vaals tenglamasiga mos keladi va ular gorizontal chiziqlar bilan 
31-rasm. Ideal gaz uchun izotermalar 
bilan pV diagrammalar. 
32-rasm. Real gazning izotermalar bilan 
pV 
diagrammasi. 
Suyuqlik-bugʻ 
aralashmasi diagrammaning boʻyalgan 
sohasida mavjud.

---

103 
almashtirilishi kerak. Ular shunday bugʻ bosimiga mos keladiki, bunda bugʻ va 
suyuqlik bir biriga nisbatan muvozanatda boʻladi. Suyuqlik va gaz turli solishtirma 
ogʻirlikka egaligi sababli, odatda ular ogʻirlik kuchi ta′sirida bir biridan ajraladi. 
Temperatura ortishi bilan bugʻning zichligi ortadi, shu vaqtda esa, suyuqlikning 
zichligi kamayadi. Kritik temperaturada bu solishtirma ogʻirliklar tenglashadi va 
shu sababli suyuqlik bilan bugʻni bir biridan farq qilib boʻlmay qoladi, ya′ni ular 
toʻliq aralashgan boʻladi. Aralashma kritik temperaturaga yaqinlashganligi sababli, 
barokamera chegarasida yorugʻlikning sochilishi oʻta yuqori darajaga erishadi. Bu 
holisa kritik opalessensiya deb ataladi, va u zichlikning oʻzgarishidan kelib chiqib, 
kritik temperatura yaqinida jiddiy ortadi, chunki siqiluvchanlik katta va zichlik 
oʻzgarishining qarshiligi kichik boʻladi. Toʻlqin uzunligi kichik boʻlgan yorugʻlik 
sochiladi, bu vaqtda esa toʻlqin uzunligi uzun yorugʻlikning tarqalishi davom etadi. 
Kritik temperaturani kuzatish uchun moʻljallangan barokamera bu hodisalarni 
bizga namoyish qilish uchun imkon beradi. Barokameraning qobigʻi issiq suv yoki 
bugʻ bilan qizdiriladi. Yuqori bosimga chidamli boʻlgan ikkita yassi shisha darcha 
vazifasini oʻtaydi va qizdirishda hamda xuddi shuningdek, sovushda temperatura 
kritik temperaturadan T ortganda, barokameradagi moddaning oʻzini tutishini 
kuzatishga imkon beradi. Hodisani bevosita barokamerada kuzatish yoki devorga 
proyeksiyalash mumkin. Barokamera oltingugurt geksoxloridi 
𝑆𝐹
6
bilan 
toʻldiriladi. Xona temperaturasida uning kritik zichligi qiymati (ya′ni kritik 
hajmning aksi) suyuqlik va gazlar zichliklarining qiymatlariga deyarli teng. 
Qizdirishda sistema kritik nuqta orqali oʻtishi uchun, barokamera yarmigacha xona 
temperaturasida suyuq gaz bilan toʻldiriladi. 
𝑆𝐹
6
kritik temperaturada quyidagi 
termodinamik oʻzgaruvchilarga ega: 
Kritik temperatura: 
𝑇
𝑐
= 318.7 K
Kritik bosim: 
𝑝
𝑐
= 37.6 bar,
Kritik molyar hajm: 
𝑉
𝑐
= 200 cm
3
/mol