ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ പൊതു സമവാക്യം. ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സാർവത്രിക സമവാക്യം

« ഫിസിക്സ് - പത്താം ക്ലാസ്"

ഈ അധ്യായം താപനിലയും മറ്റ് മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററുകളും എന്ന ആശയത്തിൽ നിന്ന് എടുക്കാവുന്ന പ്രത്യാഘാതങ്ങളെക്കുറിച്ച് ചർച്ച ചെയ്യും. വാതകങ്ങളുടെ തന്മാത്രാ ഗതിവിഗതി സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന സമവാക്യം ഈ പരാമീറ്ററുകൾ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സ്ഥാപിക്കുന്നതിലേക്ക് നമ്മെ വളരെ അടുപ്പിച്ചു.

തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന് ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ സ്വഭാവം ഞങ്ങൾ വിശദമായി പരിശോധിച്ചു. അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെയും താപനിലയുടെയും സാന്ദ്രതയിൽ വാതക സമ്മർദ്ദത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം നിർണ്ണയിക്കപ്പെട്ടു (ഫോർമുല (9.17) കാണുക).

ഈ ആശ്രിതത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, പി, വി, ടി എന്നീ മൂന്ന് മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററുകളെയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സമവാക്യം നേടാൻ കഴിയും, ഇത് ഒരു നിശ്ചിത പിണ്ഡത്തിൻ്റെ അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ഫോർമുല (9.17) 10 atm എന്ന ക്രമത്തിൻ്റെ മർദ്ദം വരെ മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ.

പി, വി, ടി എന്നീ മൂന്ന് മാക്രോസ്കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സമവാക്യത്തെ വിളിക്കുന്നു സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ അനുയോജ്യമായ വാതക സമവാക്യം.

വാതക തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത p = nkT എന്ന സമവാക്യത്തിലേക്ക് നമുക്ക് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാം. ഫോർമുല (8.8) കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, വാതക സാന്ദ്രത ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ എഴുതാം:

ഇവിടെ N A അവഗാഡ്രോയുടെ സ്ഥിരാങ്കം, m എന്നത് വാതകത്തിൻ്റെ പിണ്ഡം, M അതിൻ്റെ മോളാർ പിണ്ഡം. ഫോർമുല (10.1) എക്‌സ്‌പ്രഷനിലേക്ക് (9.17) പകരം വച്ചതിന് ശേഷം നമുക്ക് ലഭിക്കും

ബോൾട്ട്‌സ്മാൻ്റെ സ്ഥിരാങ്കമായ k, അവോഗാഡ്രോയുടെ സ്ഥിരാങ്കം N A എന്നിവയുടെ ഗുണനത്തെ സാർവത്രിക (മോളാർ) വാതക സ്ഥിരാങ്കം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് R എന്ന അക്ഷരത്താൽ സൂചിപ്പിക്കുന്നു:

R = kN A = 1.38 10 -23 J/K 6.02 10 23 1/mol = 8.31 J/(mol K). (10.3)

സാർവത്രിക വാതക സ്ഥിരാങ്കമായ R നെ kN A-ന് പകരം സമവാക്യത്തിലേക്ക് (10.2) മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, അനിയന്ത്രിതമായ പിണ്ഡമുള്ള ഒരു അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം നമുക്ക് ലഭിക്കും.

ഈ സമവാക്യത്തിലെ ഒരേയൊരു അളവ് വാതകത്തിൻ്റെ തരത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നത് അതിൻ്റെ മോളാർ പിണ്ഡമാണ്.

സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ സമവാക്യം ഒരു അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദം, വോളിയം, താപനില എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അത് ഏതെങ്കിലും രണ്ട് അവസ്ഥകളിലായിരിക്കാം.

സൂചിക 1 എന്നത് ആദ്യത്തെ അവസ്ഥയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പരാമീറ്ററുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, സൂചിക 2 രണ്ടാമത്തെ അവസ്ഥയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പരാമീറ്ററുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ഒരു നിശ്ചിത പിണ്ഡമുള്ള വാതകത്തിന് സമവാക്യം (10.4) അനുസരിച്ച്

ഈ സമവാക്യങ്ങളുടെ വലത് വശങ്ങൾ ഒന്നുതന്നെയാണ്, അതിനാൽ അവയുടെ ഇടത് വശവും തുല്യമായിരിക്കണം:

സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ (p 0 = 1 atm = 1.013 10 5 Pa, t = 0 °C അല്ലെങ്കിൽ T = 273 K) ഏതെങ്കിലും വാതകത്തിൻ്റെ ഒരു മോൾ 22.4 ലിറ്റർ വോളിയം ഉൾക്കൊള്ളുന്നുവെന്ന് അറിയാം. ഒരു മോളിലെ വാതകത്തിന്, ബന്ധമനുസരിച്ച് (10.5), ഞങ്ങൾ എഴുതുന്നു:

സാർവത്രിക വാതക സ്ഥിരാങ്കമായ R ൻ്റെ മൂല്യം നമുക്ക് ലഭിച്ചു.

അങ്ങനെ, ഏതെങ്കിലും വാതകത്തിൻ്റെ ഒരു മോളിന്

രൂപത്തിലുള്ള സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ സമവാക്യം (10.4) ആദ്യമായി ലഭിച്ചത് മഹാനായ റഷ്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ D.I. മെൻഡലീവ് ആണ്. അവൻ വിളിക്കപ്പെടുന്നു മെൻഡലീവ്-ക്ലാപ്പിറോൺ സമവാക്യം.

രൂപത്തിൽ (10.5) സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ സമവാക്യം വിളിക്കുന്നു ക്ലാപ്പിറോൺ സമവാക്യംസംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ സമവാക്യം എഴുതുന്നതിനുള്ള ഒരു രൂപമാണിത്.

ബി.ക്ലാപ്പിറോൺ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് റെയിൽവേയിൽ പ്രൊഫസറായി 10 വർഷം റഷ്യയിൽ ജോലി ചെയ്തു. ഫ്രാൻസിലേക്ക് മടങ്ങിയ അദ്ദേഹം നിരവധി റെയിൽവേകളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ പങ്കെടുക്കുകയും പാലങ്ങളുടെയും റോഡുകളുടെയും നിർമ്മാണത്തിനായി നിരവധി പദ്ധതികൾ തയ്യാറാക്കുകയും ചെയ്തു.

ഈഫൽ ടവറിൻ്റെ ഒന്നാം നിലയിൽ സ്ഥാപിച്ച ഫ്രാൻസിലെ ഏറ്റവും മികച്ച ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ പട്ടികയിൽ അദ്ദേഹത്തിൻ്റെ പേര് ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ സമവാക്യം ഓരോ തവണയും ഉരുത്തിരിയേണ്ടതില്ല, അത് ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ്. സാർവത്രിക വാതക സ്ഥിരാങ്കത്തിൻ്റെ മൂല്യം ഓർക്കുന്നത് നന്നായിരിക്കും:

R = 8.31 J/(mol K).

ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദത്തെക്കുറിച്ചാണ് നമ്മൾ ഇതുവരെ സംസാരിച്ചത്. എന്നാൽ പ്രകൃതിയിലും സാങ്കേതികവിദ്യയിലും, ഞങ്ങൾ പലപ്പോഴും നിരവധി വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതം കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു, ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ അത് അനുയോജ്യമാണെന്ന് കണക്കാക്കാം.

നൈട്രജൻ, ഓക്സിജൻ, ആർഗോൺ, കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്, മറ്റ് വാതകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമായ വായു ആണ് വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഉദാഹരണം. വാതക മിശ്രിതത്തിൻ്റെ മർദ്ദം എന്താണ്?

വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതത്തിന് ഡാൾട്ടൻ്റെ നിയമം സാധുവാണ്.

ഡാൾട്ടൻ്റെ നിയമം

രാസപരമായി ഇടപെടാത്ത വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതത്തിൻ്റെ മർദ്ദം അവയുടെ ഭാഗിക മർദ്ദത്തിൻ്റെ ആകെത്തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്

p = p 1 + p 2 + ... + p i + ... .

ഇവിടെ p i എന്നത് മിശ്രിതത്തിൻ്റെ i-th ഘടകത്തിൻ്റെ ഭാഗിക മർദ്ദമാണ്.

നിർവ്വചനം

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ഫോർമുലകളും നിയമങ്ങളും മനസ്സിലാക്കാനും ഉപയോഗിക്കാനും എളുപ്പമാക്കുന്നതിന്, വിവിധ തരം മോഡലുകളും ലളിതവൽക്കരണങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു മാതൃകയാണ് അനുയോജ്യമായ വാതകം. ശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു മാതൃക ഒരു യഥാർത്ഥ സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ലളിതമായ പകർപ്പാണ്.

പ്രക്രിയകളുടെയും പ്രതിഭാസങ്ങളുടെയും ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട സവിശേഷതകളും സവിശേഷതകളും മോഡൽ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. വാതകത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന സ്വഭാവം വിശദീകരിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ തന്മാത്രകളുടെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങൾ മാത്രമാണ് അനുയോജ്യമായ വാതക മാതൃക കണക്കിലെടുക്കുന്നത്. ഒരു ആദർശ വാതകം മർദ്ദം (p), താപനില (T) എന്നിവയുടെ ഇടുങ്ങിയ ശ്രേണിയിൽ ഒരു യഥാർത്ഥ വാതകത്തോട് സാമ്യമുണ്ട്.

ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ലളിതവൽക്കരണം, തന്മാത്രകളുടെ ഗതികോർജ്ജം അവയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സാധ്യതയുള്ള ഊർജ്ജത്തേക്കാൾ വളരെ വലുതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു എന്നതാണ്. ബോളുകളുടെ ഇലാസ്റ്റിക് കൂട്ടിയിടിയുടെ നിയമങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് വാതക തന്മാത്രകളുടെ കൂട്ടിയിടികൾ വിവരിക്കുന്നത്. കൂട്ടിയിടികൾക്കിടയിൽ തന്മാത്രകൾ ഒരു നേർരേഖയിൽ ചലിക്കുന്നതായി കണക്കാക്കുന്നു. ഈ അനുമാനങ്ങൾ പ്രത്യേക സമവാക്യങ്ങൾ നേടുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു, അവയെ ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും യഥാർത്ഥ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥകൾ വിവരിക്കാൻ ഈ സമവാക്യങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കാവുന്നതാണ്. അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യങ്ങളെ അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിനുള്ള സൂത്രവാക്യങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കാം. അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൻ്റെ സ്വഭാവവും ഗുണങ്ങളും പഠിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റ് അടിസ്ഥാന സൂത്രവാക്യങ്ങളും ഞങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.

അനുയോജ്യമായ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യങ്ങൾ

മെൻഡലീവ്-ക്ലാപ്പിറോൺ സമവാക്യം

ഇവിടെ p എന്നത് വാതക സമ്മർദ്ദമാണ്; വി - വാതകത്തിൻ്റെ അളവ്; T എന്നത് കെൽവിൻ സ്കെയിലിലെ വാതക താപനിലയാണ്; m ആണ് വാതക പിണ്ഡം; - വാതകത്തിൻ്റെ മോളാർ പിണ്ഡം; - സാർവത്രിക വാതക സ്ഥിരാങ്കം.

ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യവും പദപ്രയോഗമാണ്:

ഇവിടെ n എന്നത് പരിഗണനയിലുള്ള വോള്യത്തിലെ വാതക തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രതയാണ്; .

തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന സമവാക്യം

അനുയോജ്യമായ വാതകം പോലെയുള്ള ഒരു മാതൃക ഉപയോഗിച്ച്, തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ (MKT) അടിസ്ഥാന സമവാക്യം (3) ലഭിക്കും. വാതകം സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന പാത്രത്തിൻ്റെ ചുവരുകളിൽ അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ വലിയ അളവിലുള്ള ആഘാതത്തിൻ്റെ ഫലമാണ് വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദം എന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

വാതക തന്മാത്രകളുടെ വിവർത്തന ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം എവിടെയാണ്; - വാതക തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത (N - പാത്രത്തിലെ വാതക തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം; V - പാത്രത്തിൻ്റെ അളവ്); - ഒരു വാതക തന്മാത്രയുടെ പിണ്ഡം; - റൂട്ട് അർത്ഥം തന്മാത്രയുടെ ചതുര വേഗത.

അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം

ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൽ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ സാധ്യതയുള്ള ഊർജ്ജം പൂജ്യമാണെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ, ആന്തരിക ഊർജ്ജം തന്മാത്രകളുടെ ഗതികോർജ്ജങ്ങളുടെ ആകെത്തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്:

ഇവിടെ i എന്നത് ഒരു അനുയോജ്യമായ വാതക തന്മാത്രയുടെ സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൻ്റെ ഡിഗ്രികളുടെ സംഖ്യയാണ്; - അവോഗാഡ്രോയുടെ നമ്പർ; - പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അളവ്. ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അതിൻ്റെ തെർമോഡൈനാമിക് താപനില (T) ആണ്, അത് അതിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിന് ആനുപാതികവുമാണ്.

അനുയോജ്യമായ ഗ്യാസ് വർക്ക്

ഒരു ഐസോബാറിക് പ്രക്രിയയിൽ അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിന് (), ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് ജോലി കണക്കാക്കുന്നു:

ഒരു ഐസോകോറിക് പ്രക്രിയയിൽ, വാതകം ചെയ്യുന്ന ജോലി പൂജ്യമാണ്, കാരണം വോളിയത്തിൽ മാറ്റമില്ല:

ഒരു ഐസോതെർമൽ പ്രക്രിയയ്ക്കായി ():

ഒരു അഡിയാബാറ്റിക് പ്രക്രിയയ്ക്ക് (), ജോലി ഇതിന് തുല്യമാണ്:

ഇവിടെ i എന്നത് ഒരു വാതക തന്മാത്രയുടെ സ്വാതന്ത്ര്യത്തിൻ്റെ ഡിഗ്രികളുടെ എണ്ണമാണ്.

"ഐഡിയൽ ഗ്യാസ്" എന്ന വിഷയത്തിലെ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള ഉദാഹരണങ്ങൾ

ഉദാഹരണം 1

ഗ്യാസ് മർദ്ദം അക്ഷരത്തിൽ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു ആർ , പാസ്കൽസിൽ അളന്നു (ന്യൂട്ടൺ മീറ്റർ സ്ക്വയർ കൊണ്ട് ഹരിച്ചിരിക്കുന്നു). കണ്ടെയ്നറിൻ്റെ ഭിത്തികളിൽ തന്മാത്രകൾ തട്ടുന്നതാണ് വാതക സമ്മർദ്ദത്തിന് കാരണം. അടിക്കടി അടിക്കുമ്പോൾ അവ ശക്തമാണ്, സമ്മർദ്ദം കൂടും.

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു മാതൃകയാണ് അനുയോജ്യമായ വാതകം. പാത്രത്തിൻ്റെ ചുവരിൽ നിന്ന് ഭിത്തിയിലേക്ക് പറക്കുന്ന ഒരു തന്മാത്രയ്ക്ക് മറ്റ് തന്മാത്രകളുമായി കൂട്ടിയിടി അനുഭവപ്പെടാത്തപ്പോൾ ഒരു പാത്രത്തിലെ വാതകത്തെ അനുയോജ്യമായ വാതകമായി കണക്കാക്കുന്നു.

അടിസ്ഥാന MKT സമവാക്യം ഗ്യാസ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ മാക്രോസ്കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററുകളെ (മർദ്ദം, വോളിയം, താപനില) മൈക്രോസ്കോപ്പിക് (തന്മാത്രകളുടെ പിണ്ഡം, അവയുടെ ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി വേഗത) എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.

ഏകാഗ്രത എവിടെയാണ്, 1/mol; - തന്മാത്രാ പിണ്ഡം, കിലോ; - തന്മാത്രകളുടെ റൂട്ട് ശരാശരി ചതുര വേഗത, m/s; - തന്മാത്രാ ചലനത്തിൻ്റെ ഗതികോർജ്ജം, ജെ.

ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദം, മോളാർ വോളിയം, കേവല താപനില എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സ്ഥാപിക്കുന്ന ഒരു സൂത്രവാക്യമാണ് അവസ്ഥയുടെ അനുയോജ്യമായ വാതക സമവാക്യം. സമവാക്യം ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു: . ഈ സമവാക്യത്തെ ക്ലേപെറോൺ-മെൻഡലീവ് സമവാക്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

അവസാന സമവാക്യത്തെ ഏകീകൃത വാതക നിയമം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അതിൽ നിന്ന് ബോയ്ലിൻ്റെ നിയമങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നു - മാരിയോട്ട്, ചാൾസ്, ഗേ-ലുസാക്ക്. ഈ നിയമങ്ങളെ ഐസോപ്രോസസ് നിയമങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു:

ഒരേ പാരാമീറ്ററിലോ ടി-താപനിലയിലോ വി-വോളിയത്തിലോ പി-മർദ്ദത്തിലോ സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളാണ് ഐസോപ്രോസസ്സ്.

ഐസോതെർമൽ പ്രക്രിയ - ബോയിലിൻ്റെ നിയമം - മാരിയോട്ട് (സ്ഥിരമായ താപനിലയിലും ഒരു നിശ്ചിത പിണ്ഡമുള്ള വാതകത്തിലും, സമ്മർദ്ദത്തിൻ്റെയും വോളിയത്തിൻ്റെയും ഉൽപ്പന്നം സ്ഥിരമായ മൂല്യമാണ്)

ഐസോബാറിക് പ്രക്രിയ - - ഗേ-ലുസാക്കിൻ്റെ നിയമം (ഒരു നിശ്ചിത പിണ്ഡമുള്ള വാതകത്തിൻ്റെ നിരന്തരമായ സമ്മർദ്ദത്തിൽ, വോളിയത്തിൻ്റെയും താപനിലയുടെയും അനുപാതം സ്ഥിരമായ മൂല്യമാണ്)

ഐസോകോറിക് പ്രക്രിയ - - ചാൾസിൻ്റെ നിയമം (ഒരു നിശ്ചിത പിണ്ഡമുള്ള വാതകത്തിൻ്റെ സ്ഥിരമായ അളവിൽ, മർദ്ദത്തിൻ്റെയും താപനിലയുടെയും അനുപാതം സ്ഥിരമായ മൂല്യമാണ്)

10/2. ത്രെഡിൻ്റെ നീളത്തിൽ ഒരു ത്രെഡ് പെൻഡുലത്തിൻ്റെ ആന്ദോളന കാലയളവിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം പരിശോധിക്കുന്നു (ഒപ്പം ലോഡിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൽ നിന്നുള്ള കാലയളവിൻ്റെ സ്വാതന്ത്ര്യവും)

0.1 കി.ഗ്രാം ഭാരമുള്ള കാലിൽ ഘടിപ്പിച്ച 100 സെൻ്റീമീറ്റർ നീളമുള്ള ഒരു ട്രൈപോഡ്, 0.1 കിലോഗ്രാം വീതം ഭാരമുള്ള ഒരു സെറ്റ്, ഒരു സ്റ്റോപ്പ് വാച്ച് എന്നിവ നിങ്ങളുടെ പക്കലുണ്ട്.

തുടക്കത്തിൽ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് 5 സെൻ്റീമീറ്റർ വ്യതിചലിക്കുമ്പോൾ ഭാരത്തിൻ്റെ ആന്ദോളനത്തിൻ്റെ കാലയളവ് അളക്കുക.നൂലിൽ നിന്ന് മറ്റൊരു ഭാരം 0.1 കിലോ തൂക്കി വീണ്ടും ആന്ദോളന കാലയളവ് അളക്കുക. കാലയളവും ഇരട്ടിയായി എന്ന അനുമാനത്തെ പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നുണ്ടോ?

തുടക്കത്തിൽ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് 5 സെൻ്റീമീറ്റർ വ്യതിചലിക്കുമ്പോൾ ഒരു ഭാരവും 100 സെൻ്റീമീറ്റർ നീളമുള്ള ത്രെഡും ഉള്ള ഒരു പെൻഡുലത്തിൻ്റെ ആന്ദോളനത്തിൻ്റെ കാലയളവ് അളക്കുക.ത്രെഡിൻ്റെ നീളം 25 സെൻ്റിമീറ്ററായി കുറയ്ക്കുക, പെൻഡുലത്തിൻ്റെ ആന്ദോളന കാലയളവ് വീണ്ടും അളക്കുക. ത്രെഡിൻ്റെ നീളം 4 മടങ്ങ് കുറയുമ്പോൾ, ആന്ദോളന കാലയളവ് 2 മടങ്ങ് കുറയുന്നു എന്ന അനുമാനം പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിക്കുന്നുണ്ടോ?

ടിക്കറ്റ്-11 11
ബാഷ്പീകരണവും കാൻസൻസേഷനും. പൂരിതവും അപൂരിതവുമായ ജോഡികൾ. വായു ഈർപ്പം. വായുവിൻ്റെ ഈർപ്പം അളക്കൽ.

ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ സ്വതന്ത്ര ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ഏത് താപനിലയിലും സംഭവിക്കുന്ന ബാഷ്പീകരണമാണ് ബാഷ്പീകരണം. താപ ചലന സമയത്ത് തന്മാത്രകളുടെ ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ അസമമായ വിതരണം, ഏത് താപനിലയിലും ചില ദ്രാവക അല്ലെങ്കിൽ ഖര തന്മാത്രകളുടെ ഗതികോർജ്ജം മറ്റ് തന്മാത്രകളുമായുള്ള ബന്ധത്തിൻ്റെ സാധ്യതയെ കവിയുന്നു എന്ന വസ്തുതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. കൂടുതൽ വേഗതയുള്ള തന്മാത്രകൾക്ക് കൂടുതൽ ഗതികോർജ്ജമുണ്ട്, കൂടാതെ ശരീരത്തിൻ്റെ താപനില അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ ചലന വേഗതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ബാഷ്പീകരണം ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തണുപ്പിനൊപ്പം ഉണ്ടാകുന്നു. ബാഷ്പീകരണ നിരക്ക് ഇതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു: തുറന്ന ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം, താപനില, ദ്രാവകത്തിനടുത്തുള്ള തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത. ഒരു പദാർത്ഥത്തെ വാതകാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് ദ്രാവകാവസ്ഥയിലേക്ക് മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയാണ് കണ്ടൻസേഷൻ.

സ്ഥിരമായ താപനിലയിൽ ഒരു അടഞ്ഞ പാത്രത്തിൽ ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ബാഷ്പീകരണം വാതകാവസ്ഥയിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്ന പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രതയിൽ ക്രമാനുഗതമായ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു. ബാഷ്പീകരണം ആരംഭിച്ച് കുറച്ച് സമയത്തിന് ശേഷം, വാതകാവസ്ഥയിലുള്ള പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത ദ്രാവകത്തിലേക്ക് മടങ്ങുന്ന തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം ഒരേ സമയം ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുപോകുന്ന തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാകുന്ന ഒരു മൂല്യത്തിൽ എത്തും. പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ബാഷ്പീകരണത്തിനും ഘനീഭവിക്കുന്നതിനുമുള്ള പ്രക്രിയകൾക്കിടയിൽ ഒരു ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥ സ്ഥാപിക്കപ്പെടുന്നു. ഒരു ദ്രാവകവുമായി ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള വാതകാവസ്ഥയിലുള്ള ഒരു പദാർത്ഥത്തെ പൂരിത നീരാവി എന്ന് വിളിക്കുന്നു. (ബാഷ്പീകരണ പ്രക്രിയയിൽ ദ്രാവകം ഉപേക്ഷിക്കുന്ന തന്മാത്രകളുടെ ശേഖരമാണ് നീരാവി.) പൂരിതത്തിനു താഴെയുള്ള മർദ്ദത്തിലുള്ള നീരാവിയെ അപൂരിതമെന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ജലസംഭരണികൾ, മണ്ണ്, സസ്യങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്നുള്ള ജലത്തിൻ്റെ നിരന്തരമായ ബാഷ്പീകരണം, അതുപോലെ മനുഷ്യരുടെയും മൃഗങ്ങളുടെയും ശ്വസനം എന്നിവ കാരണം അന്തരീക്ഷത്തിൽ എല്ലായ്പ്പോഴും ജലബാഷ്പം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, അന്തരീക്ഷമർദ്ദം വരണ്ട വായുവിൻ്റെയും അതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെയും ആകെത്തുകയാണ്. വായു നീരാവി കൊണ്ട് പൂരിതമാകുമ്പോൾ ജല നീരാവി മർദ്ദം പരമാവധി ആയിരിക്കും. പൂരിത നീരാവി, അപൂരിത നീരാവിയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ നിയമങ്ങൾ അനുസരിക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ, പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം വോളിയത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല, പക്ഷേ താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ ആശ്രിതത്വം ഒരു ലളിതമായ സൂത്രവാക്യത്തിലൂടെ പ്രകടിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ, താപനിലയിൽ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു പരീക്ഷണാത്മക പഠനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, വിവിധ താപനിലകളിൽ അതിൻ്റെ മർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയുന്ന പട്ടികകൾ സമാഹരിച്ചു.

ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ വായുവിലെ ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ മർദ്ദത്തെ കേവല ഈർപ്പം അല്ലെങ്കിൽ ജല നീരാവി മർദ്ദം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. നീരാവി മർദ്ദം തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ആനുപാതികമായതിനാൽ, ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ വായുവിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത, ഒരു ക്യുബിക് മീറ്ററിന് കിലോഗ്രാമിൽ (p) പ്രകടിപ്പിക്കുന്നതാണ് കേവല ഈർപ്പം എന്ന് നിർവചിക്കാം.

പ്രകൃതിയിൽ കാണപ്പെടുന്ന മിക്ക പ്രതിഭാസങ്ങളും, ഉദാഹരണത്തിന്, ബാഷ്പീകരണത്തിൻ്റെ തോത്, വിവിധ പദാർത്ഥങ്ങളിൽ നിന്ന് ഉണങ്ങുന്നത്, സസ്യങ്ങളുടെ വാടിപ്പോകൽ എന്നിവ വായുവിലെ ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ അളവിനെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല, മറിച്ച് ഈ അളവ് സാച്ചുറേഷനുമായി എത്ര അടുത്താണ്, അതായത്. , ആപേക്ഷിക ആർദ്രതയിൽ, ഇത് ജലബാഷ്പത്തോടുകൂടിയ സാച്ചുറേഷൻ വായുവിൻ്റെ അളവാണ്. താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിലും ഉയർന്ന ആർദ്രതയിലും താപ കൈമാറ്റം വർദ്ധിക്കുകയും ഒരു വ്യക്തി ഹൈപ്പോതെർമിക് ആകുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയിലും ഈർപ്പത്തിലും, താപ കൈമാറ്റം, നേരെമറിച്ച്, കുത്തനെ കുറയുന്നു, ഇത് ശരീരത്തെ അമിതമായി ചൂടാക്കുന്നു. മധ്യകാലാവസ്ഥാ അക്ഷാംശങ്ങളിൽ മനുഷ്യർക്ക് ഏറ്റവും അനുകൂലമായത് 40-60% ആപേക്ഷിക ആർദ്രതയാണ്. ആപേക്ഷിക ആർദ്രത എന്നത് ഒരു നിശ്ചിത താപനിലയിൽ വായുവിലെ ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ (അല്ലെങ്കിൽ മർദ്ദം) സാന്ദ്രതയുടെ അനുപാതമാണ്, അതേ താപനിലയിൽ ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ സാന്ദ്രത (അല്ലെങ്കിൽ മർദ്ദം) ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, അതായത്.

11/2. "വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ" എന്ന വിഷയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പരീക്ഷണാത്മക ചുമതല:

വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ എന്ന പ്രതിഭാസത്തിൻ്റെ നിരീക്ഷണം.

വൈദ്യുതകാന്തിക ഇൻഡക്ഷൻ എന്ന പ്രതിഭാസത്തെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ പക്കലുണ്ട്: ഒരു കാന്തം, ഒരു വയർ കോയിൽ, ഒരു മില്ലിമീറ്റർ.

കോയിലുമായി ഒരു മില്ലിമീറ്റർ ബന്ധിപ്പിക്കുക, കോയിലിൽ ഇൻഡുസ്ഡ് കറൻ്റ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യമായ വഴികൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക. വൈദ്യുത പ്രവാഹം സംഭവിക്കുന്ന സാഹചര്യങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഒരു നിഗമനത്തിലെത്തുക.

11. തെർമോഡൈനാമിക്സിൽ പ്രവർത്തിക്കുക. ആന്തരിക ഊർജ്ജം. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം. അഡിയബാറ്റിക് പ്രക്രിയ. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാമത്തെ നിയമം.

അറിയപ്പെടുന്നതുപോലെ, ഘർഷണബലങ്ങളുടെ പ്രത്യേകത, ഘർഷണശക്തികൾക്കെതിരായുള്ള പ്രവർത്തനം ചലനാത്മകമോ പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജിയോ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നില്ല എന്നതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഘർഷണ ശക്തികൾക്കെതിരായ പ്രവർത്തനം ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടാതെ പോകുന്നില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, വായു പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ശരീര ചലനം ശരീര താപനിലയിൽ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ വർദ്ധനവ് ചിലപ്പോൾ വളരെ വലുതായിരിക്കാം - അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് പറക്കുന്ന ഉൽക്കാശിലകൾ വായു പ്രതിരോധം മൂലമുണ്ടാകുന്ന താപനം കാരണം അതിൽ കത്തുന്നു. കൂടാതെ, ഘർഷണ ശക്തികളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ നീങ്ങുമ്പോൾ, ശരീരത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയിൽ ഒരു മാറ്റം സംഭവിക്കാം - ഉരുകൽ മുതലായവ.

അതിനാൽ, ഘർഷണശക്തികളുടെ സാന്നിധ്യത്തിൽ ചലനം സംഭവിക്കുകയാണെങ്കിൽ, പിന്നെ ഒന്നാമതായി, ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെയും പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജിയുടെയും ആകെത്തുക കുറയുന്നുപ്രക്രിയയിൽ പങ്കെടുക്കുന്ന എല്ലാ ശരീരങ്ങളും, രണ്ടാമതായി, ഉരസുന്ന ശരീരങ്ങളുടെ അവസ്ഥയിൽ മാറ്റമുണ്ട്(ചൂടാക്കൽ, കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ അവസ്ഥയിലെ മാറ്റം മുതലായവ).

ശരീരങ്ങളുടെ അവസ്ഥയിലെ അത്തരം മാറ്റങ്ങൾ അവയുടെ ഊർജ്ജ കരുതൽ മാറ്റങ്ങളോടൊപ്പം ഉണ്ടാകുന്നു. ശരീരത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയെ, പ്രത്യേകിച്ച് അതിൻ്റെ താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തെ വിളിക്കുന്നു ആന്തരിക ഊർജ്ജം.

ശരീരത്തിലോ ശരീരത്തിലോ ജോലി ചെയ്യുമ്പോൾ, ഒരു ശരീരത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ചൂട് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ ശരീരത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം മാറാം. ആന്തരിക ഊർജ്ജം മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അതേ യൂണിറ്റുകളിൽ അളക്കുന്നു.

ഈ പ്രക്രിയയിൽ പങ്കെടുക്കുന്ന എല്ലാ ശരീരങ്ങളെയും പരിഗണിക്കുകയും എല്ലാ ശരീരങ്ങളുടെയും മെക്കാനിക്കൽ, ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റം കണക്കിലെടുക്കുകയും ചെയ്താൽ, ആത്യന്തികമായി, മൊത്തം ഊർജ്ജം ഒരു സ്ഥിരമായ അളവാണെന്ന് നമുക്ക് ലഭിക്കും.. മൊത്തം ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമമാണിത്. തെർമോഡൈനാമിക്സിൽ ഇതിനെ വിളിക്കുന്നു ആദ്യ തുടക്കംകൂടാതെ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ രൂപപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു: വാതകത്തിലേക്ക് പകരുന്ന താപം അതിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തെ മാറ്റുന്നതിലേക്കും ബാഹ്യശക്തികൾക്കെതിരെ വാതകം ചെയ്യുന്ന പ്രവർത്തനത്തിലേക്കും പോകുന്നു:

താപ കൈമാറ്റം വളരെ നിസ്സാരമായതിനാൽ അത് അവഗണിക്കപ്പെടാവുന്ന പ്രക്രിയയെ വിളിക്കുന്നു adiabatic.

ചൂട് കൈമാറ്റം- ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജം വർദ്ധിക്കുന്ന ഒരു പ്രക്രിയ, മറ്റൊന്ന്, അതനുസരിച്ച്, കുറയുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ ചിത്രീകരിക്കുന്നതിന്, ആശയം അവതരിപ്പിക്കുന്നു താപത്തിൻ്റെ അളവ്താപ കൈമാറ്റ സമയത്ത് സംഭവിക്കുന്ന ശരീരത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റമാണ്. അത്തരമൊരു പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ച് Q=0, A=-DU, അതായത്. ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾ കാരണം വാതകമാണ് ജോലി ചെയ്യുന്നത്.

തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാമത്തെ നിയമം- ശരീരങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള താപ കൈമാറ്റ പ്രക്രിയകളുടെ ദിശയിൽ നിയന്ത്രണങ്ങൾ ഏർപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു ഭൗതിക തത്വം. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാമത്തെ നിയമം, രണ്ടാമത്തെ തരത്തിലുള്ള ശാശ്വത ചലന യന്ത്രങ്ങൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നതിനെ നിരോധിക്കുന്നു, ഒരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ എല്ലാ ആന്തരിക ഊർജ്ജവും ഉപയോഗപ്രദമായ പ്രവർത്തനമാക്കി മാറ്റുന്നത് അസാധ്യമാണെന്ന് കാണിക്കുന്നു. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ചട്ടക്കൂടിനുള്ളിൽ തെളിയിക്കാൻ കഴിയാത്ത ഒരു പോസ്റ്റുലേറ്റാണ് തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാമത്തെ നിയമം. പരീക്ഷണാത്മക വസ്തുതകളുടെ സാമാന്യവൽക്കരണത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ഇത് സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ടത്, കൂടാതെ നിരവധി പരീക്ഷണാത്മക സ്ഥിരീകരണങ്ങളും ലഭിച്ചു.

അനുയോജ്യമായ വാതകം തന്മാത്രകൾക്കിടയിൽ പരസ്പര ആകർഷണത്തിൻ്റെയും വികർഷണത്തിൻ്റെയും ശക്തികളില്ലാത്തതും തന്മാത്രകളുടെ വലുപ്പങ്ങൾ അവഗണിക്കപ്പെടുന്നതുമായ ഒരു വാതകമാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയിലും താഴ്ന്ന മർദ്ദത്തിലും ഉള്ള എല്ലാ യഥാർത്ഥ വാതകങ്ങളും പ്രായോഗികമായി അനുയോജ്യമായ വാതകങ്ങളായി കണക്കാക്കാം.
അനുയോജ്യമായതും യഥാർത്ഥവുമായ വാതകങ്ങളുടെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം സമവാക്യം (1.7) അനുസരിച്ച് മൂന്ന് പരാമീറ്ററുകളാൽ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു.
ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്നോ ബോയിൽ-മാരിയറ്റ്, ഗേ-ലുസാക് നിയമങ്ങളുടെ സംയുക്ത പരിഗണനയിൽ നിന്നോ ഉരുത്തിരിഞ്ഞതാണ്.
ഈ സമവാക്യം 1834-ൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ക്ലാപൈറോൺ ഉരുത്തിരിഞ്ഞതാണ്, 1 കിലോഗ്രാം വാതക പിണ്ഡത്തിന് ഈ രൂപമുണ്ട്:

Р·υ = R·Т, (2.10)

ഇവിടെ: R എന്നത് വാതക സ്ഥിരാങ്കമാണ്, സ്ഥിരമായ മർദ്ദത്തിലും 1 ഡിഗ്രി താപനില മാറ്റത്തിലും ഒരു പ്രക്രിയയിൽ 1 കി.ഗ്രാം വാതകം ചെയ്യുന്ന പ്രവർത്തനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
സമവാക്യത്തെ (2.7) ടി എന്ന് വിളിക്കുന്നു സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ താപ സമവാക്യം അഥവാ സ്വഭാവ സമവാക്യം .
പിണ്ഡം m ൻ്റെ അനിയന്ത്രിതമായ വാതകത്തിന്, അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം ഇതായിരിക്കും:

Р·V = m·R·Т. (2.11)

1874-ൽ, D.I. മെൻഡലീവ്, ഡാൾട്ടൻ്റെ നിയമത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ( "ഒരേ താപനിലയിലും മർദ്ദത്തിലും വ്യത്യസ്ത ആദർശ വാതകങ്ങളുടെ തുല്യ വോള്യങ്ങളിൽ ഒരേ എണ്ണം തന്മാത്രകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.") 1 കിലോ വാതകത്തിന് സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ ഒരു സാർവത്രിക സമവാക്യം നിർദ്ദേശിച്ചു, അതിനെ വിളിക്കുന്നു ക്ലാപൈറോൺ-മെൻഡലീവ് സമവാക്യം:

Р·υ = R μ ·Т/μ , (2.12)

എവിടെ: μ - മോളാർ (തന്മാത്ര) വാതക പിണ്ഡം, (കി.ഗ്രാം / കിലോമീറ്റർ);

R μ = 8314.20 J/kmol (8.3142 kJ/kmol) - സാർവത്രിക വാതക സ്ഥിരാങ്കം സ്ഥിരമായ മർദ്ദത്തിലും 1 ഡിഗ്രി താപനില മാറ്റത്തിലും ഒരു പ്രക്രിയയിൽ ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ 1 kmol ചെയ്യുന്ന പ്രവർത്തനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
R μ അറിയുന്നതിലൂടെ, നിങ്ങൾക്ക് R = R μ/ μ എന്ന വാതക സ്ഥിരാങ്കം കണ്ടെത്താം.
അനിയന്ത്രിതമായ വാതക പിണ്ഡത്തിന്, ക്ലാപൈറോൺ-മെൻഡലീവ് സമവാക്യത്തിന് ഇനിപ്പറയുന്ന രൂപം ഉണ്ടായിരിക്കും:

Р·V = m·R μ ·Т/μ. (2.13)

അനുയോജ്യമായ വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതം.

ഗ്യാസ് മിശ്രിതംപരസ്പരം ഏതെങ്കിലും രാസപ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്ന വ്യക്തിഗത വാതകങ്ങളുടെ മിശ്രിതത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. മിശ്രിതത്തിലെ ഓരോ വാതകവും (ഘടകം), മറ്റ് വാതകങ്ങൾ പരിഗണിക്കാതെ, അതിൻ്റെ എല്ലാ ഗുണങ്ങളും പൂർണ്ണമായും നിലനിർത്തുകയും മിശ്രിതത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ അളവും അത് മാത്രം ഉൾക്കൊള്ളുന്നതുപോലെ പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഭാഗിക സമ്മർദ്ദം- ഈ വാതകം ഒരേ അളവിൽ, ഒരേ അളവിലും അതേ താപനിലയിലും മിശ്രിതത്തിലാണെങ്കിൽ, മിശ്രിതത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ഓരോ വാതകത്തിനും ഉണ്ടായിരിക്കുന്ന സമ്മർദ്ദമാണിത്.
വാതക മിശ്രിതം അനുസരിക്കുന്നു ഡാൾട്ടൻ്റെ നിയമം:
║വാതക മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ആകെ മർദ്ദം ഭാഗിക സമ്മർദ്ദങ്ങളുടെ ആകെത്തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്║മിശ്രിതം ഉണ്ടാക്കുന്ന വ്യക്തിഗത വാതകങ്ങൾ.

പി = പി 1 + പി 2 + പി 3 + . . . Р n = ∑ Р i , (2.14)

എവിടെ P 1, P 2, P 3. . . Р n - ഭാഗിക സമ്മർദ്ദങ്ങൾ.
മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ഘടന വോളിയം, പിണ്ഡം, മോളിലെ ഭിന്നസംഖ്യകൾ എന്നിവയാൽ വ്യക്തമാക്കുന്നു, അവ ഇനിപ്പറയുന്ന സൂത്രവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് യഥാക്രമം നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു:

r 1 = V 1 / V cm; r 2 = V 2 / V cm; … r n = V n / V cm, (2.15)
g 1 = m 1 / m cm; g 2 = m 2 / m cm; … g n = m n / m cm, (2.16)
r 1 ′ = ν 1 / ν cm; r 2 ′ = ν 2 / ν സെ.മീ; … r n ′ = ν n / ν cm, (2.17)

എവിടെ വി 1; വി 2 ; … വി എൻ; V cm - ഘടകങ്ങളുടെയും മിശ്രിതത്തിൻ്റെയും വോള്യങ്ങൾ;
m 1; m2; … എം എൻ; m cm - ഘടകങ്ങളുടെയും മിശ്രിതത്തിൻ്റെയും പിണ്ഡം;
ν 1; ν 2 ; … ν n; ν സെ.മീ - പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അളവ് (കിലോമോൾ)
ഘടകങ്ങളും മിശ്രിതങ്ങളും.
ഡാൾട്ടൻ്റെ നിയമം അനുസരിച്ച് അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിന്:

r 1 = r 1 ′; r 2 = r 2 ′; … r n = r n′. (2.18)

V 1 +V 2 + ... + V n = V cm, m 1 + m 2 + ... + m n = m cm,

തുടർന്ന് r 1 + r 2 + ... + r n = 1 , (2.19)
g 1 + g 2 + … + g n = 1. (2.20)

വോളിയവും ബഹുജന ഭിന്നസംഖ്യകളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഇപ്രകാരമാണ്:

g 1 = r 1 ∙μ 1 /μ cm; g 2 = r 2 ∙μ 2 /μ cm; … g n = r n ∙μ n /μ cm, (2.21)

എവിടെ: μ 1, μ 2, ... μn, μ cm - ഘടകങ്ങളുടെയും മിശ്രിതത്തിൻ്റെയും തന്മാത്രാ ഭാരം.
മിശ്രിതത്തിൻ്റെ തന്മാത്രാ ഭാരം:

μ cm = μ 1 r 1 + r 2 μ 2 + … + r n μn. (2.22)

മിശ്രിതത്തിൻ്റെ വാതക സ്ഥിരാങ്കം:

R cm = g 1 R 1 + g 2 R 2 + ... + g n R n =
= R μ (g 1 /μ 1 + g 2 /μ 2 + … + g n /μn) =
= 1 / (r 1 /R 1 + r 2 /R 2 + ... + r n /R n) . (2.23)

മിശ്രിതത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക പിണ്ഡം താപ ശേഷി:

r cm കൂടെ. = g 1 കൂടെ р 1 + g 2 കൂടെ р 2 + ... + g n കൂടെ р n. (2.24)
v കാണുക = g 1 കൂടെ p 1 + g 2 കൂടെ v 2 + ... + g n കൂടെ v n. (2.25)

മിശ്രിതത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക മോളാർ (തന്മാത്ര) താപ ശേഷി:

rμ cm കൂടെ. = r 1 കൂടെ rμ 1 + r 2 കൂടെ rμ 2 + ... + r n കൂടെ rμn. (2.26)
vμ cm കൂടെ. = r 1 കൂടെ vμ 1 + r 2 കൂടെ vμ 2 + … + r n കൂടെ vμn. (2.27)

വിഷയം 3. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാം നിയമം.

തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാം നിയമത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന വ്യവസ്ഥകൾ.

തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം പറയുന്നത് താപത്തെ ജോലിയാക്കി മാറ്റാമെന്നും പ്രവർത്തിക്കുന്നത് താപമാക്കി മാറ്റാമെന്നും ഈ പരിവർത്തനങ്ങൾ സാധ്യമാകുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുന്നില്ല.
ജോലിയുടെ പരിവർത്തനം എല്ലായ്പ്പോഴും പൂർണ്ണമായും നിരുപാധികമായും സംഭവിക്കുന്നു. തുടർച്ചയായ പരിവർത്തന സമയത്ത് താപത്തെ പ്രവർത്തനമാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള വിപരീത പ്രക്രിയ ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ മാത്രമേ സാധ്യമാകൂ, പൂർണ്ണമായും അല്ല. ചൂട് സ്വാഭാവികമായും ചൂടുള്ള ശരീരങ്ങളിൽ നിന്ന് തണുത്തവയിലേക്ക് നീങ്ങും. തണുത്ത ശരീരങ്ങളിൽ നിന്ന് ചൂടാക്കിയവയിലേക്ക് ചൂട് കൈമാറ്റം സ്വയം സംഭവിക്കുന്നില്ല. ഇതിന് അധിക ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്.
അതിനാൽ, പ്രതിഭാസങ്ങളുടെയും പ്രക്രിയകളുടെയും പൂർണ്ണമായ വിശകലനത്തിന്, തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമത്തിന് പുറമേ, ഒരു അധിക നിയമം ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഈ നിയമം തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാം നിയമം . ഒരു പ്രത്യേക പ്രക്രിയ സാധ്യമാണോ അസാദ്ധ്യമാണോ എന്ന് ഇത് സ്ഥാപിക്കുന്നു, ഏത് ദിശയിലാണ് പ്രക്രിയ മുന്നോട്ട് പോകുന്നത്, തെർമോഡൈനാമിക് സന്തുലിതാവസ്ഥ കൈവരിക്കുമ്പോൾ, ഏത് സാഹചര്യങ്ങളിൽ പരമാവധി ജോലി ലഭിക്കും.
തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ രണ്ടാം നിയമത്തിൻ്റെ രൂപീകരണങ്ങൾ.
ഒരു ഹീറ്റ് എഞ്ചിൻ്റെ നിലനിൽപ്പിന്, 2 ഉറവിടങ്ങൾ ആവശ്യമാണ് - ചൂടുനീരുറവയും തണുത്ത വസന്തവും (പരിസ്ഥിതി). ഒരു ഹീറ്റ് എഞ്ചിൻ ഒരു സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിൽ, അതിനെ വിളിക്കുന്നു രണ്ടാം തരത്തിലുള്ള ശാശ്വത ചലന യന്ത്രം.
1 ഫോർമുലേഷൻ (ഓസ്റ്റ്വാൾഡ്):
| "രണ്ടാം തരത്തിലുള്ള ഒരു ശാശ്വത ചലന യന്ത്രം അസാധ്യമാണ്."

1-ആം തരത്തിലുള്ള ഒരു പെർപെച്വൽ മോഷൻ മെഷീൻ ഒരു ഹീറ്റ് എഞ്ചിനാണ്, അതിൽ L>Q 1, ഇവിടെ Q1 എന്നത് വിതരണം ചെയ്യുന്ന താപമാണ്. തെർമോഡൈനാമിക്സിൻ്റെ ആദ്യ നിയമം ഒരു ഹീറ്റ് എഞ്ചിൻ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത "അനുവദിക്കുന്നു" അത് വിതരണം ചെയ്ത ഹീറ്റ് ക്യൂ 1 പൂർണ്ണമായും വർക്ക് എൽ ആക്കി മാറ്റുന്നു, അതായത്. L = Q 1. രണ്ടാമത്തെ നിയമം കൂടുതൽ കർശനമായ നിയന്ത്രണങ്ങൾ ഏർപ്പെടുത്തുകയും ജോലി വിതരണം ചെയ്യുന്ന താപത്തേക്കാൾ കുറവായിരിക്കണമെന്ന് പ്രസ്താവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു (L താപം Q 2 ഒരു തണുത്ത സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് ചൂടുള്ള ഒന്നിലേക്ക് മാറ്റുകയാണെങ്കിൽ, 2-ആം തരത്തിലുള്ള ഒരു ശാശ്വത ചലന യന്ത്രം യാഥാർത്ഥ്യമാക്കാനാകും. എന്നാൽ ഇതിനായി, ചൂട് ഒരു തണുത്ത ശരീരത്തിൽ നിന്ന് ചൂടുള്ള ശരീരത്തിലേക്ക് സ്വയമേവ കൈമാറ്റം ചെയ്യണം, അത് അസാധ്യമാണ്. ഇത് രണ്ടാമത്തെ ഫോർമുലേഷനിലേക്ക് നയിക്കുന്നു (ക്ലോസിയസ്):
|| "കൂടുതലിൽ നിന്ന് ചൂട് സ്വയമേവ കൈമാറാൻ കഴിയില്ല
|| തണുത്ത ശരീരം ചൂടുള്ള ഒന്നിലേക്ക്."
ഒരു ചൂട് എഞ്ചിൻ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന്, രണ്ട് ഉറവിടങ്ങൾ ആവശ്യമാണ് - ചൂടും തണുപ്പും. മൂന്നാമത്തെ ഫോർമുലേഷൻ (കാർണോട്ട്):
|| "താപനില വ്യത്യാസമുള്ളിടത്ത് അത് ചെയ്യാൻ സാധിക്കും
|| ജോലി."
ഈ ഫോർമുലേഷനുകളെല്ലാം പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു; ഒരു ഫോർമുലേഷനിൽ നിന്ന് നിങ്ങൾക്ക് മറ്റൊന്ന് ലഭിക്കും.

എൻട്രോപ്പി.

ഒരു തെർമോഡൈനാമിക് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഒന്ന് എൻട്രോപ്പി. പദപ്രയോഗത്താൽ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു അളവാണ് എൻട്രോപ്പി:

dS = dQ / T. [J/K] (3.1)

അല്ലെങ്കിൽ നിർദ്ദിഷ്ട എൻട്രോപ്പിക്ക്:

ds = dq / T. [J/(kg K)] (3.2)

എൻട്രോപ്പി എന്നത് ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ അവ്യക്തമായ പ്രവർത്തനമാണ്, ഓരോ സംസ്ഥാനത്തിനും ഒരു പ്രത്യേക മൂല്യം എടുക്കുന്നു. ഇത് ഒരു വിപുലമായ (പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തെ ആശ്രയിച്ച്) സംസ്ഥാന പാരാമീറ്ററാണ്, ഏത് തെർമോഡൈനാമിക് പ്രക്രിയയിലും ശരീരത്തിൻ്റെ പ്രാരംഭവും അവസാനവുമായ അവസ്ഥയാണ് പൂർണ്ണമായും നിർണ്ണയിക്കുന്നത്, അത് പ്രക്രിയയുടെ പാതയെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല.
അടിസ്ഥാന അവസ്ഥ പരാമീറ്ററുകളുടെ പ്രവർത്തനമായി എൻട്രോപ്പിയെ നിർവചിക്കാം:

S = f 1 (P,V) ; S = f 2 (P,T) ; S = f 3 (V,T) ; (3.3)

അല്ലെങ്കിൽ നിർദ്ദിഷ്ട എൻട്രോപ്പിക്ക്:

s = f 1 (P,υ) ; s = f 2 (P,T) ; S = f 3 (υ,T) ; (3.4)

എൻട്രോപ്പി പ്രക്രിയയുടെ തരത്തെ ആശ്രയിക്കാത്തതും പ്രവർത്തന ദ്രാവകത്തിൻ്റെ പ്രാരംഭവും അവസാനവുമായ അവസ്ഥകളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ, നൽകിയിരിക്കുന്ന പ്രക്രിയയിൽ അതിൻ്റെ മാറ്റം മാത്രമേ കണ്ടെത്തൂ, അത് ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് കണ്ടെത്താനാകും:

Ds = c v ln(T 2 /T 1) + R ln(υ 2 /υ 1); (3.5)
Ds = c p ln(T 2 /T 1) - R ln(P 2 /P 1) ; (3.6)
Ds = c v ln(P 2 /P 1) + c p ln(υ 2 /υ 1) . (3.7)

സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ എൻട്രോപ്പി വർദ്ധിക്കുകയാണെങ്കിൽ (Ds > 0), അപ്പോൾ സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് താപം വിതരണം ചെയ്യപ്പെടും.
സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ എൻട്രോപ്പി കുറയുകയാണെങ്കിൽ (Ds< 0), то системе отводится тепло.
സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ എൻട്രോപ്പി മാറുന്നില്ലെങ്കിൽ (Ds = 0, s = കോൺസ്റ്റ്), പിന്നീട് താപം സിസ്റ്റത്തിലേക്ക് നൽകുകയോ നീക്കം ചെയ്യുകയോ ചെയ്യുന്നില്ല (അഡിയബാറ്റിക് പ്രക്രിയ).

കാർനോട്ട് സൈക്കിളും സിദ്ധാന്തങ്ങളും.

കാർനോട്ട് സൈക്കിൾ 2 ഐസോതെർമൽ, 2 അഡിയബാറ്റിക് പ്രക്രിയകൾ അടങ്ങിയ ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ചക്രമാണ്. p,υ-, T,s-ഡയഗ്രമുകളിലെ റിവേഴ്സിബിൾ കാർനോട്ട് സൈക്കിൾ ചിത്രം 3.1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

1-2 - റിവേഴ്സിബിൾ അഡിയബാറ്റിക് എക്സ്പാൻഷൻ 1 = കോൺസ്റ്റ്. താപനില T 1 മുതൽ T 2 വരെ കുറയുന്നു.
2-3 - ഐസോതെർമൽ കംപ്രഷൻ, ചൂട് നീക്കം ചെയ്യൽ q 2 പ്രവർത്തിക്കുന്ന ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് ഒരു തണുത്ത സ്രോതസ്സിലേക്ക്.
3-4 - റിവേഴ്സിബിൾ അഡിയബാറ്റിക് കംപ്രഷൻ s 2 = കോൺസ്റ്റ്. താപനില T 3 മുതൽ T 4 വരെ ഉയരുന്നു.
4-1 - ഐസോതെർമൽ വികാസം, പ്രവർത്തിക്കുന്ന ദ്രാവകത്തിലേക്ക് ചൂട് സ്രോതസ്സിലേക്ക് ചൂട് q 1 വിതരണം.
ഏതൊരു ചക്രത്തിൻ്റെയും പ്രധാന സ്വഭാവം താപ ദക്ഷത(ടി.കെ.പി.ഡി.).

h t = L c / Q c, (3.8)

h t = (Q 1 - Q 2) / Q 1.

ഒരു റിവേഴ്‌സിബിൾ കാർനോട്ട് സൈക്കിളിനായി t.k.p.d. ഫോർമുല പ്രകാരം നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു:

h tk = (T 1 – T 2) / T 1. (3.9)

ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു കാർനോട്ടിൻ്റെ ആദ്യ സിദ്ധാന്തം :
|| "റിവേഴ്സിബിൾ കാർനോട്ട് സൈക്കിളിൻ്റെ താപ ദക്ഷതയെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല
|| പ്രവർത്തിക്കുന്ന ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ താപനിലയാൽ മാത്രം നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു
|| ഉറവിടങ്ങൾ."
അനിയന്ത്രിതമായ റിവേഴ്‌സിബിൾ സൈക്കിളിൻ്റെയും കാർനോട്ട് സൈക്കിളിൻ്റെയും താരതമ്യത്തിൽ നിന്ന് അത് പിന്തുടരുന്നു കാർനോട്ടിൻ്റെ രണ്ടാം സിദ്ധാന്തം:
|| "റിവേഴ്സിബിൾ കാർനോട്ട് സൈക്കിൾ ആണ് ഏറ്റവും മികച്ച ചക്രം || നൽകിയിരിക്കുന്ന താപനില പരിധി"
ആ. ടി.കെ.പി.ഡി. കാർനോട്ട് സൈക്കിൾ എല്ലായ്പ്പോഴും കാര്യക്ഷമതയുടെ ഗുണകത്തെക്കാൾ വലുതാണ്. അനിയന്ത്രിതമായ ലൂപ്പ്:
h tк > h t . (3.10)

വിഷയം 4. തെർമോഡൈനാമിക് പ്രക്രിയകൾ.

>>ഭൗതികവും ജ്യോതിശാസ്ത്രവും >>ഭൗതികശാസ്ത്രം പത്താം ക്ലാസ് >>ഭൗതികശാസ്ത്രം: ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം

അനുയോജ്യമായ വാതകാവസ്ഥ

ഇന്നത്തെ ഭൗതികശാസ്ത്ര പാഠം ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം എന്ന വിഷയത്തിലേക്ക് ഞങ്ങൾ നീക്കിവയ്ക്കും. എന്നിരുന്നാലും, ആദ്യം, ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥ പോലുള്ള ഒരു ആശയം മനസ്സിലാക്കാൻ ശ്രമിക്കാം. ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും പോലുള്ള യഥാർത്ഥ നിലവിലുള്ള വാതകങ്ങളുടെ കണികകൾക്ക് അതിൻ്റേതായ വലുപ്പമുണ്ടെന്നും സ്വാഭാവികമായും ബഹിരാകാശത്ത് കുറച്ച് വോള്യം നിറയ്ക്കുമെന്നും അതിനനുസരിച്ച് അവ പരസ്പരം ചെറുതായി ആശ്രയിക്കുന്നുവെന്നും നമുക്കറിയാം.

വാതക കണങ്ങൾക്കിടയിൽ ഇടപെടുമ്പോൾ, ഭൗതിക ശക്തികൾ അവയുടെ ചലനത്തെ ഭാരപ്പെടുത്തുകയും അതുവഴി അവയുടെ കുസൃതി പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, വാതക നിയമങ്ങളും അവയുടെ അനന്തരഫലങ്ങളും, ചട്ടം പോലെ, അപൂർവമായ യഥാർത്ഥ വാതകങ്ങൾക്ക് മാത്രം ലംഘിക്കപ്പെടുന്നില്ല. അതായത്, വാതകങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, അവയുടെ കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം വാതക കണങ്ങളുടെ ആന്തരിക വലുപ്പത്തെ ഗണ്യമായി കവിയുന്നു. കൂടാതെ, അത്തരം കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം സാധാരണയായി വളരെ കുറവാണ്.

അതിനാൽ, സ്വാഭാവിക അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിലുള്ള വാതക നിയമങ്ങൾക്ക് ഒരു ഏകദേശ മൂല്യമുണ്ട്, ഈ മർദ്ദം ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ, നിയമങ്ങൾ ബാധകമല്ല.

അതിനാൽ, ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിൽ അത്തരമൊരു ആശയം അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയായി പരിഗണിക്കുന്നത് പതിവാണ്. അത്തരം സാഹചര്യങ്ങളിൽ, കണികകൾ സാധാരണയായി സൂക്ഷ്മ അളവുകളുള്ളതും പരസ്പരം ഇടപെടാത്തതുമായ ചില ജ്യാമിതീയ പോയിൻ്റുകളായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ അനുയോജ്യമായ വാതക സമവാക്യം

എന്നാൽ ഈ മൈക്രോസ്കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുകയും വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥ നിർണ്ണയിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന സമവാക്യത്തെ സാധാരണയായി ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥ നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയാത്ത അത്തരം പൂജ്യം പാരാമീറ്ററുകൾ ഇവയാണ്:

ആദ്യത്തെ പരാമീറ്ററിൽ സമ്മർദ്ദം ഉൾപ്പെടുന്നു, അത് ചിഹ്നത്താൽ നിയുക്തമാക്കിയിരിക്കുന്നു - പി;
രണ്ടാമത്തെ പാരാമീറ്റർ വോളിയം -V ആണ്;
മൂന്നാമത്തെ പാരാമീറ്റർ താപനിലയാണ് - ടി.
ഞങ്ങളുടെ പാഠത്തിൻ്റെ മുമ്പത്തെ വിഭാഗത്തിൽ നിന്ന്, വാതകങ്ങൾക്ക് റിയാക്റ്റൻ്റുകളായി പ്രവർത്തിക്കാമെന്നും രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഉൽപന്നങ്ങളാകാമെന്നും ഞങ്ങൾക്കറിയാം, അതിനാൽ, സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ, വാതകങ്ങൾ പരസ്പരം പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, ഇതിനായി അത് ആവശ്യമാണ്. സാധാരണയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ വാതകങ്ങളുടെ മോളുകളുടെ എണ്ണം നിർണ്ണയിക്കാൻ.

എന്നാൽ ഈ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി അവർ ഒരു അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സമവാക്യത്തെ ക്ലാപൈറോൺ-മെൻഡലീവ് സമവാക്യം എന്നും വിളിക്കുന്നു.

ഈ ഫോർമുലയിലെ വാതക സാന്ദ്രതയെ വിവരിക്കുന്ന മർദ്ദത്തിൻ്റെയും താപനിലയുടെയും ആശ്രിതത്വത്തിനായുള്ള ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിനുള്ള സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ അത്തരമൊരു സമവാക്യം എളുപ്പത്തിൽ ലഭിക്കും.

ഈ സമവാക്യത്തെ സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ അനുയോജ്യമായ വാതക സമവാക്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

n എന്നത് വാതകത്തിൻ്റെ മോളുകളുടെ എണ്ണമാണ്;
പി - വാതക സമ്മർദ്ദം, Pa;
വി - വാതക അളവ്, m3;
ടി - കേവല വാതക താപനില, കെ;
R - സാർവത്രിക വാതക സ്ഥിരാങ്കം 8.314 J/mol×K.

ആദ്യമായി, വാതകങ്ങളുടെ മർദ്ദം, വോളിയം, താപനില എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സ്ഥാപിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ഒരു സമവാക്യം 1834-ൽ സെൻ്റ് പീറ്റേഴ്‌സ്ബർഗിൽ ദീർഘകാലം പ്രവർത്തിച്ചിരുന്ന പ്രശസ്ത ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ബെനോയിറ്റ് ക്ലാപൈറോൺ നേടിയെടുക്കുകയും രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു. എന്നാൽ 1874 ൽ മഹാനായ റഷ്യൻ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ദിമിത്രി ഇവാനോവിച്ച് മെൻഡലീവ് ഇത് ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചു, എന്നാൽ അതിനുമുമ്പ് അവഗാഡ്രോയുടെ നിയമവും ക്ലാപൈറോൺ രൂപപ്പെടുത്തിയ നിയമവും സംയോജിപ്പിച്ച് അദ്ദേഹം ഫോർമുല നേടി.

അതിനാൽ, യൂറോപ്പിൽ, വാതകങ്ങളുടെ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ച് നിഗമനങ്ങളിൽ എത്തിച്ചേരാൻ അനുവദിക്കുന്ന നിയമത്തെ മെൻഡലീവ്-ക്ലാപ്പിറോൺ നിയമം എന്ന് വിളിച്ചിരുന്നു.

കൂടാതെ, വാതകത്തിൻ്റെ അളവ് ലിറ്ററിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ക്ലാപൈറോൺ-മെൻഡലീവ് സമവാക്യത്തിന് ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോം ഉണ്ടാകും എന്ന വസ്തുത നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കണം:

ഈ വിഷയം പഠിക്കുന്നതിൽ നിങ്ങൾക്ക് പ്രശ്‌നങ്ങളൊന്നും ഉണ്ടായിരുന്നില്ലെന്ന് ഞാൻ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യം എന്താണെന്ന് ഇപ്പോൾ നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ധാരണയുണ്ട്, അതിൻ്റെ സഹായത്തോടെ നിങ്ങൾക്ക് യഥാർത്ഥ വാതകങ്ങളുടെ പാരാമീറ്ററുകൾ കണക്കാക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയാം. വാതകങ്ങളുടെ ഭൗതിക സാഹചര്യങ്ങൾ സാധാരണ അവസ്ഥയോട് അടുക്കുമ്പോൾ.