පරමාදර්ශී වායුවක තත්ත්වය පිළිබඳ පොදු සමීකරණය. පරිපූර්ණ වායුවක තත්වය පිළිබඳ විශ්ව සමීකරණය

« භෞතික විද්‍යාව - 10 ශ්‍රේණිය"

මෙම පරිච්ඡේදයේ උෂ්ණත්වය සහ අනෙකුත් සාර්ව පරාමිතීන් පිළිබඳ සංකල්පයෙන් ලබා ගත හැකි ඇඟවුම් සාකච්ඡා කරනු ඇත. වායූන්ගේ අණුක චාලක සිද්ධාන්තයේ මූලික සමීකරණය මෙම පරාමිතීන් අතර සම්බන්ධතා ඇති කර ගැනීමට අපව ඉතා සමීප කර ඇත.

අපි අණුක චාලක සිද්ධාන්තයේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන් පරිපූර්ණ වායුවක හැසිරීම විස්තරාත්මකව පරීක්ෂා කළෙමු. එහි අණු සහ උෂ්ණත්වයේ සාන්ද්රණය මත වායු පීඩනය රඳා පැවතීම තීරණය කරන ලදී (සූත්රය (9.17) බලන්න).

මෙම යැපීම මත පදනම්ව, දී ඇති ස්කන්ධයක පරමාදර්ශී වායුවක තත්වය සංලක්ෂිත p, V සහ T සාර්ව පරාමිතීන් තුනම සම්බන්ධ කරන සමීකරණයක් ලබා ගත හැකිය.

සූත්‍රය (9.17) භාවිතා කළ හැක්කේ atm 10 අනුපිළිවෙලෙහි පීඩනයක් දක්වා පමණි.

p, V සහ T යන සාර්ව පරාමිති තුන සම්බන්ධ සමීකරණය හැඳින්වේ රාජ්යයේ පරිපූර්ණ වායු සමීකරණය.

වායු අණු සාන්ද්‍රණය සඳහා ප්‍රකාශනය p = nkT සමීකරණයට ආදේශ කරමු. සූත්රය (8.8) සැලකිල්ලට ගනිමින්, වායු සාන්ද්රණය පහත පරිදි ලිවිය හැකිය:

මෙහි N A යනු ඇවගාඩ්‍රෝ නියතය, m යනු වායුවේ ස්කන්ධය, M යනු එහි මවුල ස්කන්ධයයි. සූත්‍රය (10.1) ප්‍රකාශනයට (9.17) ආදේශ කිරීමෙන් පසුව අපට ලැබෙනු ඇත

Boltzmann's නියත k සහ Avogadro හි නියත N A හි ගුණිතය විශ්වීය (molar) වායු නියතය ලෙස හඳුන්වන අතර R අකුරෙන් දැක්වේ:

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

විශ්ව වායු නියතය R සමීකරණයට kN A වෙනුවට (10.2) ආදේශ කිරීම, අපි අත්තනෝමතික ස්කන්ධයේ පරිපූර්ණ වායුවක තත්වයේ සමීකරණය ලබා ගනිමු.

මෙම සමීකරණයේ වායු වර්ගය මත රඳා පවතින එකම ප්‍රමාණය එහි මවුල ස්කන්ධයයි.

ප්‍රාන්ත සමීකරණය මඟින් ඕනෑම ප්‍රාන්ත දෙකක තිබිය හැකි පරිපූර්ණ වායුවක පීඩනය, පරිමාව සහ උෂ්ණත්වය අතර සම්බන්ධයක් අදහස් වේ.

1 වන දර්ශකය මඟින් පළමු අවස්ථාවට අදාළ පරාමිති ද, 2 වන දර්ශකය දෙවන අවස්ථාවට අදාළ පරාමිති ද දක්වයි නම්, සමීකරණය (10.4) අනුව දී ඇති ස්කන්ධයක වායුවක් සඳහා

මෙම සමීකරණවල දකුණු පස සමාන වේ, එබැවින් ඒවායේ වම් පස ද සමාන විය යුතුය:

සාමාන්‍ය තත්ව යටතේ ඕනෑම වායුවක මවුලයක් (p 0 = 1 atm = 1.013 10 5 Pa, t = 0 °C හෝ T = 273 K) ලීටර් 22.4 ක පරිමාවක් ඇති බව දන්නා කරුණකි. එක් වායු මවුලයක් සඳහා, සම්බන්ධතාවය (10.5) අනුව, අපි ලියන්නෙමු:

අපි විශ්ව වායු නියතය R අගය ලබා ගෙන ඇත.

මේ අනුව, ඕනෑම වායුවක මවුලයක් සඳහා

ස්වරූපයෙන් රාජ්ය සමීකරණය (10.4) ශ්රේෂ්ඨ රුසියානු විද්යාඥ ඩී.අයි. ඔහු කැඳවනු ලැබේ Mendeleev-Clapeyron සමීකරණය.

ස්වරූපයෙන් (10.5) රාජ්ය සමීකරණය ලෙස හැඳින්වේ Clapeyron සමීකරණයසහ රාජ්ය සමීකරණය ලිවීමේ එක් ආකාරයකි.

B. Clapeyron දුම්රිය ආයතනයේ මහාචාර්යවරයෙකු ලෙස වසර 10 ක් රුසියාවේ සේවය කළේය. ප්‍රංශයට ආපසු පැමිණි ඔහු බොහෝ දුම්රිය මාර්ග ඉදිකිරීමට සහභාගී වූ අතර පාලම් සහ මාර්ග ඉදිකිරීම සඳහා බොහෝ ව්‍යාපෘති සකස් කළේය.

අයිෆල් කුළුණේ පළමු මහලේ තබා ඇති ප්‍රංශයේ ශ්‍රේෂ්ඨ විද්‍යාඥයින්ගේ ලැයිස්තුවට ඔහුගේ නම ඇතුළත් වේ.

රාජ්ය සමීකරණය සෑම අවස්ථාවකදීම ව්යුත්පන්න කිරීම අවශ්ය නොවේ, එය මතක තබා ගත යුතුය. විශ්ව වායු නියතයේ අගය මතක තබා ගැනීම සතුටක් වනු ඇත:

R = 8.31 J/(mol K).

අපි මෙතෙක් කතා කළේ පරිපූර්ණ වායුවක පීඩනය ගැන ය. නමුත් සොබාදහමේදී සහ තාක්‍ෂණයේදී, අපි බොහෝ විට කටයුතු කරන්නේ වායූන් කිහිපයක මිශ්‍රණයක් සමඟ වන අතර එය යම් යම් තත්වයන් යටතේ වඩාත් සුදුසු යැයි සැලකිය හැකිය.

වායු මිශ්‍රණයක වැදගත්ම උදාහරණය නයිට්‍රජන්, ඔක්සිජන්, ආගන්, කාබන් ඩයොක්සයිඩ් සහ අනෙකුත් වායු මිශ්‍රණයක් වන වාතයයි. ගෑස් මිශ්රණයේ පීඩනය කුමක්ද?

ඩෝල්ටන්ගේ නියමය වායු මිශ්‍රණයක් සඳහා වලංගු වේ.

ඩෝල්ටන්ගේ නීතිය

රසායනිකව අන්තර්ක්‍රියා නොකරන වායු මිශ්‍රණයක පීඩනය ඒවායේ ආංශික පීඩනවල එකතුවට සමාන වේ

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

p i යනු මිශ්‍රණයේ i-th සංරචකයේ ආංශික පීඩනයයි.

අර්ථ දැක්වීම

භෞතික විද්‍යාවේ සූත්‍ර සහ නීති තේරුම් ගැනීමට සහ භාවිතා කිරීමට පහසු කිරීම සඳහා විවිධ මාදිලියේ ආකෘති සහ සරල කිරීම් භාවිතා වේ. එවැනි ආකෘතියක් වේ කදිම වායුව. විද්යාවේ ආකෘතියක් යනු සැබෑ පද්ධතියක සරල පිටපතකි.

මෙම ආකෘතිය ක්රියාවලීන් සහ සංසිද්ධිවල වඩාත් අත්යවශ්ය ලක්ෂණ සහ ගුණාංග පිළිබිඹු කරයි. පරමාදර්ශී වායු ආකෘතිය වායුවේ මූලික හැසිරීම පැහැදිලි කිරීම සඳහා අවශ්ය වන අණු වල මූලික ගුණාංග පමණක් සැලකිල්ලට ගනී. පරමාදර්ශී වායුවක් තරමක් පටු පීඩන (p) සහ උෂ්ණත්ව (T) පරාසයක සැබෑ වායුවකට සමාන වේ.

පරමාදර්ශී වායුවක වැදගත්ම සරල කිරීම නම්, අණුවල චාලක ශක්තිය ඒවායේ අන්තර්ක්‍රියා විභව ශක්තියට වඩා බෙහෙවින් වැඩි බව සැලකේ. වායු අණු වල ගැටීම් විස්තර කර ඇත්තේ බෝල වල ප්‍රත්‍යාස්ථ ගැටුමේ නියමයන් භාවිතා කරමිනි. අණු ඝට්ටන අතර සරල රේඛාවක චලනය වන බව සලකනු ලැබේ. මෙම උපකල්පන මඟින් විශේෂ සමීකරණ ලබා ගැනීමට හැකි වන අතර ඒවා පරිපූර්ණ වායුවක තත්වයේ සමීකරණ ලෙස හැඳින්වේ. මෙම සමීකරණ අඩු උෂ්ණත්ව හා පීඩනයකදී සැබෑ වායුවේ තත්ත්වයන් විස්තර කිරීමට යෙදිය හැක. තත්වයේ සමීකරණ පරමාදර්ශී වායුවක් සඳහා සූත්‍ර ලෙස හැඳින්විය හැක. පරමාදර්ශී වායුවක හැසිරීම් සහ ගුණාංග අධ්‍යයනය කිරීමේදී භාවිතා කරන අනෙකුත් මූලික සූත්‍ර ද අපි ඉදිරිපත් කරමු.

පරමාදර්ශී තත්වයේ සමීකරණ

Mendeleev-Clapeyron සමීකරණය

p යනු වායු පීඩනය; V - ගෑස් පරිමාව; T යනු කෙල්වින් පරිමාණයේ වායු උෂ්ණත්වයයි; m යනු වායු ස්කන්ධය; - වායුවේ molar ස්කන්ධය; - විශ්ව වායු නියතය.

පරමාදර්ශී වායුවක තත්ත්‍වයේ සමීකරණය ද ප්‍රකාශනය වේ:

මෙහි n යනු සලකා බලනු ලබන පරිමාවේ වායු අණු සාන්ද්‍රණය වේ; .

අණුක චාලක සිද්ධාන්තයේ මූලික සමීකරණය

කදිම වායුවක් වැනි ආකෘතියක් භාවිතා කරමින්, අණුක චාලක සිද්ධාන්තයේ (MKT) මූලික සමීකරණය (3) ලබා ගනී. එයින් ඇඟවෙන්නේ වායුවක පීඩනය වායුව පිහිටා ඇති භාජනයේ බිත්ති මත එහි අණු වල බලපෑමේ විශාල සංඛ්‍යාවක ප්‍රති result ලයක් බවයි.

වායු අණු වල පරිවර්තන චලිතයේ සාමාන්ය චාලක ශක්තිය කොහෙද; - වායු අණු සාන්ද්රණය (N - යාත්රාවේ වායු අණු සංඛ්යාව; V - භාජනයේ පරිමාව); - වායු අණුවක ස්කන්ධය; - මූල යනු අණුවේ වර්ග වේගය.

පරිපූර්ණ වායුවක අභ්යන්තර ශක්තිය

පරමාදර්ශී වායුවක අණු අතර අන්තර්ක්‍රියා විභව ශක්තිය ශුන්‍ය යැයි උපකල්පනය කරන බැවින් අභ්‍යන්තර ශක්තිය අණුවල චාලක ශක්තීන්ගේ එකතුවට සමාන වේ:

i යනු පරිපූර්ණ වායු අණුවක නිදහසේ අංශක ගණන; - ඇවගාඩ්රෝගේ අංකය; - ද්රව්ය ප්රමාණය. පරමාදර්ශී වායුවක අභ්‍යන්තර ශක්තිය එහි තාප ගතික උෂ්ණත්වය (T) මගින් තීරණය වන අතර එහි ස්කන්ධයට සමානුපාතික වේ.

අයිඩියල් ගෑස් වැඩ

සමස්ථානික ක්‍රියාවලියක පරමාදර්ශී වායුවක් සඳහා (), කාර්යය සූත්‍රය භාවිතයෙන් ගණනය කෙරේ:

සමස්ථානික ක්‍රියාවලියකදී, පරිමාවේ වෙනසක් නොමැති බැවින් වායුව මඟින් සිදු කරන කාර්යය ශුන්‍ය වේ:

සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියක් සඳහා ():

adiabatic ක්‍රියාවලියක් සඳහා (), කාර්යය සමාන වේ:

i යනු වායු අණුවක නිදහසේ අංශක ගණනයි.

"පරමාදර්ශී වායුව" යන මාතෘකාව පිළිබඳ ගැටළු විසඳීමේ උදාහරණ

උදාහරණ 1

ගෑස් පීඩනය ලිපියෙන් දැක්වේ ආර් , පැස්කල් වලින් මනිනු ලැබේ (නිව්ටන් වර්ග මීටරයෙන් බෙදනු ලැබේ). වායු පීඩනය ඇති වන්නේ අණු කන්ටේනරයේ බිත්තිවලට පහර දීමෙනි. නිතර නිතර පහරවල්, ඒවා ශක්තිමත් වන තරමට පීඩනය වැඩි වේ.

පරිපූර්ණ වායුවක් භෞතික විද්‍යාවේ ආකෘතියකි. යාත්‍රාවක ඇති වායුවක් පරමාදර්ශී වායුවක් ලෙස සැලකෙන්නේ යාත්‍රාවේ බිත්තියේ සිට බිත්තියට පියාසර කරන අණුවක් වෙනත් අණු සමඟ ගැටීමකට ලක් නොවන විටය.

මූලික MKT සමීකරණය මගින් වායු පද්ධතියක සාර්ව පරාමිතීන් (පීඩනය, පරිමාව, උෂ්ණත්වය) අන්වීක්ෂීය ඒවා (අණු ස්කන්ධය, ඒවායේ චලනයේ සාමාන්‍ය වේගය) සමඟ සම්බන්ධ කරයි.

සාන්ද්‍රණය කොහිද, 1/mol; - අණුක ස්කන්ධය, kg; - මූල මධ්යන්ය අණු වර්ග වේගය, m/s; - අණුක චලිතයේ චාලක ශක්තිය, ජේ.

පරමාදර්ශී වායුවක තත්ත්‍වයේ සමීකරණය යනු පරමාදර්ශී වායුවක පීඩනය, මවුල පරිමාව සහ නිරපේක්ෂ උෂ්ණත්වය අතර සම්බන්ධය තහවුරු කරන සූත්‍රයකි. සමීකරණය පෙනෙන්නේ: . මෙම සමීකරණය Clayperon-Mendeleev සමීකරණය ලෙස හැඳින්වේ.

අවසාන සමීකරණය ඒකාබද්ධ වායු නියමය ලෙස හැඳින්වේ. එයින් Boyle - Mariotte, Charles සහ Gay-Lussac යන නීති ලබා ගනී. මෙම නීති isoprocesses සඳහා නීති ලෙස හැඳින්වේ:

අයිසොප්‍රොසෙස් යනු එකම පරාමිතියක හෝ T-උෂ්ණත්වයේ හෝ V-පරිමාව හෝ p-පීඩනයකදී සිදුවන ක්‍රියාවලි වේ.

සමෝෂ්ණ ක්‍රියාවලිය - බොයිල් නියමය - මාරියෝට් (ස්ථාවර උෂ්ණත්වයකදී සහ ලබා දී ඇති වායු ස්කන්ධයකදී, පීඩනයේ සහ පරිමාවේ ගුණිතය නියත අගයකි)

Isobaric ක්රියාවලිය - - Gay-Lussac නියමය (දී ඇති වායු ස්කන්ධයක් සඳහා නියත පීඩනයකදී, පරිමාවේ උෂ්ණත්වයේ අනුපාතය නියත අගයකි)

Isochoric ක්රියාවලිය - - චාල්ස් නියමය (දී ඇති වායු ස්කන්ධයක් සඳහා නියත පරිමාවකදී, පීඩනය හා උෂ්ණත්වයේ අනුපාතය නියත අගයකි)

10/2. නූල් පෙන්ඩුලමයේ දෝලනය වන කාල පරිච්ඡේදය නූල් වල දිග මත රඳා පැවතීම පරීක්ෂා කිරීම (සහ භාරයේ ස්කන්ධයෙන් කාල පරිච්ඡේදයේ ස්වාධීනත්වය)

ඔබ සතුව සෙන්ටිමීටර 100 ක් දිග නූල් සහිත ට්‍රයිපොඩ් එකක් එහි පාදයට සවි කර ඇති අතර එහි බර කිලෝග්‍රෑම් 0.1 ක් බරින් යුක්ත වේ, බර කිලෝග්‍රෑම් 0.1 බැගින් බර කට්ටලයක් සහ නැවතුම් ඔරලෝසුවක්.

මුලින් සමතුලිත තත්ත්වයෙන් සෙන්ටිමීටර 5 කින් අපගමනය වන විට බර දෝලනය වන කාලය මනින්න, නූල් වලින් තවත් බරක් 0.1 ක් එල්ලා නැවත දෝලනය වන කාලය මැන බලන්න. කාලසීමාව ද දෙගුණ වී ඇතැයි යන උපකල්පනය පර්යේෂණාත්මක ප්‍රතිඵල සනාථ කරයිද?

සමතුලිත ස්ථානයෙන් මුලින් සෙන්ටිමීටර 5 කින් අපගමනය වන විට එක් බරක් සහ සෙන්ටිමීටර 100 ක් දිග නූල් දෝලනය වන කාලය මනින්න, නූල් වල දිග සෙන්ටිමීටර 25 දක්වා අඩු කර නැවත පෙන්ඩුලමේ දෝලනය වන කාලය මැන බලන්න. නූල් වල දිග 4 ගුණයකින් අඩු කළ විට, දෝලනය වීමේ කාලය 2 ගුණයකින් අඩු වේ යන උපකල්පනය පර්යේෂණාත්මක ප්‍රති results ල සනාථ කරයිද?

ටිකට්-11 11
වාෂ්පීකරණය සහ ඝනීභවනය. සංතෘප්ත සහ අසංතෘප්ත යුගල. වායු ආර්ද්රතාවය. වායු ආර්ද්රතාවය මැනීම.

වාෂ්පීකරණය යනු ද්‍රවයක නිදහස් මතුපිට සිට ඕනෑම උෂ්ණත්වයකදී සිදුවන වාෂ්පීකරණයයි. තාප චලිතයේදී අණු වල චාලක ශක්තියේ අසමාන ව්‍යාප්තිය ඕනෑම උෂ්ණත්වයකදී සමහර ද්‍රව හෝ ඝන අණු වල චාලක ශක්තිය අනෙකුත් අණු සමඟ ඇති සම්බන්ධතාවයේ විභව ශක්තිය ඉක්මවා යා හැක. වැඩි වේගයක් ඇති අණු වලට වැඩි චාලක ශක්තියක් ඇති අතර, ශරීරයේ උෂ්ණත්වය එහි අණු වල චලනය වීමේ වේගය මත රඳා පවතී, එබැවින් වාෂ්පීකරණය ද්රව සිසිලනය සමඟ සිදු වේ. වාෂ්පීකරණ අනුපාතය රඳා පවතින්නේ: විවෘත මතුපිට ප්රදේශය, උෂ්ණත්වය සහ ද්රව අසල ඇති අණු සාන්ද්රණය. ඝනීභවනය යනු ද්‍රව්‍යයක් වායුමය තත්වයක සිට ද්‍රව තත්වයකට සංක්‍රමණය වීමේ ක්‍රියාවලියයි.

නියත උෂ්ණත්වයකදී සංවෘත භාජනයක දියර වාෂ්ප වීම වායුමය තත්වයේ වාෂ්පීකරණ ද්රව්යයේ අණු සාන්ද්රණය ක්රමයෙන් වැඩි කිරීමට හේතු වේ. වාෂ්පීකරණය ආරම්භ වී ටික වේලාවකට පසු, වායුමය තත්වයේ ඇති ද්‍රව්‍යයේ සාන්ද්‍රණය ද්‍රවයට නැවත පැමිණෙන අණු ගණන එම කාලය තුළ ද්‍රවයෙන් පිටවන අණු ගණනට සමාන අගයකට ළඟා වේ. ද්රව්යයේ වාෂ්පීකරණ හා ඝනීභවනය කිරීමේ ක්රියාවලීන් අතර ගතික සමතුලිතතාවයක් ස්ථාපිත කර ඇත. ද්‍රවයක් සමඟ ගතික සමතුලිතතාවයේ පවතින වායුමය තත්වයක ද්‍රව්‍යයක් සංතෘප්ත වාෂ්ප ලෙස හැඳින්වේ. (වාෂ්ප යනු වාෂ්පීකරණ ක්‍රියාවලියේදී ද්‍රවයෙන් පිටවන අණු එකතුවකි.) සංතෘප්තයට වඩා අඩු පීඩනයකදී වාෂ්ප අසංතෘප්ත ලෙස හැඳින්වේ.

ජලාශ, පස සහ වෘක්ෂලතා මතුපිටින් ජලය නිරන්තරයෙන් වාෂ්ප වීම මෙන්ම මිනිසුන්ගේ සහ සතුන්ගේ ශ්වසනය හේතුවෙන් වායුගෝලයේ සෑම විටම ජල වාෂ්ප අඩංගු වේ. එබැවින් වායුගෝලීය පීඩනය යනු වියළි වාතයේ පීඩනය සහ එහි අඩංගු ජල වාෂ්පවල එකතුවයි. වාතය වාෂ්පයෙන් සංතෘප්ත වන විට ජල වාෂ්ප පීඩනය උපරිම වනු ඇත. සංතෘප්ත වාෂ්ප, අසංතෘප්ත වාෂ්ප මෙන් නොව, පරිපූර්ණ වායුවක නීතිවලට අවනත නොවේ. මේ අනුව, සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය පරිමාව මත රඳා නොපවතී, නමුත් උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතී. මෙම යැපීම සරල සූත්‍රයකින් ප්‍රකාශ කළ නොහැක, එබැවින් උෂ්ණත්වය මත සංතෘප්ත වාෂ්ප පීඩනය යැපීම පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක අධ්‍යයනයක් මත පදනම්ව, විවිධ උෂ්ණත්වවලදී එහි පීඩනය තීරණය කළ හැකි වගු සම්පාදනය කර ඇත.

දී ඇති උෂ්ණත්වයකදී වාතයේ ඇති ජල වාෂ්පයේ පීඩනය නිරපේක්ෂ ආර්ද්රතාවය හෝ ජල වාෂ්ප පීඩනය ලෙස හැඳින්වේ. වාෂ්ප පීඩනය අණු සාන්ද්‍රණයට සමානුපාතික වන බැවින්, නිරපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාවය යනු ඝන මීටරයකට (p) කිලෝග්‍රෑම් වලින් ප්‍රකාශිත උෂ්ණත්වයකදී වාතයේ පවතින ජල වාෂ්ප ඝනත්වය ලෙස අර්ථ දැක්විය හැක.

ස්වභාවධර්මයේ නිරීක්ෂණය කරන ලද බොහෝ සංසිද්ධි, උදාහරණයක් ලෙස, වාෂ්පීකරණ අනුපාතය, විවිධ ද්රව්ය වලින් වියළීම සහ ශාක මැලවීම, වාතයේ ජල වාෂ්ප ප්රමාණය මත නොව, මෙම ප්රමාණය සන්තෘප්තියට කෙතරම් සමීපද යන්න මත රඳා පවතී, i.e. , සාපේක්ෂ ආර්ද්රතාවය මත, ජල වාෂ්ප සමග සන්තෘප්ත වාතය උපාධිය සංලක්ෂිත වේ. අඩු උෂ්ණත්වවලදී සහ අධික ආර්ද්රතාවයකදී, තාප හුවමාරුව වැඩි වන අතර පුද්ගලයෙකු හයිපෝතර්මික් බවට පත්වේ. අධික උෂ්ණත්ව හා ආර්ද්රතාවයේ දී, තාප හුවමාරුව, ඊට පටහැනිව, තියුනු ලෙස අඩු වන අතර, එය ශරීරයේ උනුසුම් වීමට හේතු වේ. මධ්යම දේශගුණික අක්ෂාංශ වල මිනිසුන්ට වඩාත් හිතකර වන්නේ 40-60% සාපේක්ෂ ආර්ද්රතාවයයි. සාපේක්ෂ ආර්ද්රතාවය යනු දී ඇති උෂ්ණත්වයේ දී වාතයේ ඇති ජල වාෂ්ප (හෝ පීඩනය) ඝනත්වයේ අනුපාතය, එම උෂ්ණත්වයේ දී ජල වාෂ්ප ඝනත්වය (හෝ පීඩනය), ප්රතිශතයක් ලෙස ප්රකාශිත, i.e.

11/2. "විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය" යන මාතෘකාව පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක කාර්යය:

විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණයේ සංසිද්ධිය නිරීක්ෂණය කිරීම.

විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය පිළිබඳ සංසිද්ධිය අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා ඔබ සතුව උපකරණ තිබේ: චුම්බකයක්, කම්බි දඟරයක්, මිලිමීටරයක්.

දඟරයට මිලිමීටරයක් ​​සම්බන්ධ කරන්න, දඟරයේ ප්‍රේරිත ධාරාවක් නිපදවීමට හැකි ක්‍රම ගවේෂණය කරන්න. විදුලි ධාරාවක් ඇතිවන තත්ත්වයන් පිළිබඳ නිගමනයක් අඳින්න.

11. තාප ගති විද්‍යාවේ වැඩ. අභ්යන්තර ශක්තිය. තාප ගති විද්‍යාවේ පළමු නියමය. Adiabatic ක්රියාවලිය. තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය.

දන්නා පරිදි, ඝර්ෂණ බලවේගවල විශේෂත්වය වන්නේ ඝර්ෂණ බලවේගවලට එරෙහිව සිදු කරන කාර්යය චාලක හෝ විභව ශක්තිය වැඩි නොකිරීමයි. කෙසේ වෙතත්, ඝර්ෂණ බලවේගවලට එරෙහිව වැඩ කිරීම නොසැලකිලිමත් නොවේ. නිදසුනක් වශයෙන්, වායු ප්රතිරෝධය ඉදිරිපිට ශරීරයේ චලනය ශරීර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමට හේතු වේ. මෙම වැඩිවීම සමහර විට ඉතා විශාල විය හැකිය - වායුගෝලයට පියාසර කරන උල්කාපාත හරියටම වායු ප්‍රතිරෝධය නිසා ඇති වන උණුසුම හේතුවෙන් එහි දැවී යයි. එසේම, ඝර්ෂණ බලවේග සමඟ ගමන් කරන විට, ශරීරයේ තත්වයෙහි වෙනසක් සිදුවිය හැක - දියවීම, ආදිය.

එබැවින්, ඝර්ෂණ බලවේග ඉදිරිපිට චලනය සිදුවන්නේ නම්, එසේ නම් පළමුව, චාලක සහ විභව ශක්තියේ එකතුවෙහි අඩුවීමක් ඇතක්රියාවලියට සහභාගී වන සියලුම ආයතන, දෙවනුව, අතුල්ලන සිරුරු වල තත්වයෙහි වෙනසක් ඇත(උණුසුම, එකතු කිරීමේ තත්වය වෙනස් කිරීම, ආදිය).

ශරීරවල එවැනි වෙනස්කම් ඔවුන්ගේ බලශක්ති සංචිතවල වෙනස්කම් සමඟ සිදු වේ. ශරීරයේ තත්වය, විශේෂයෙන් එහි උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතින ශක්තිය ලෙස හැඳින්වේ අභ්යන්තර ශක්තිය.

ශරීරයේ අභ්‍යන්තර ශක්තිය ශරීරයේ හෝ ශරීරය මත වැඩ කරන විට මෙන්ම එක් ශරීරයකින් තවත් ශරීරයකට තාපය මාරු කරන විට වෙනස් විය හැක. අභ්‍යන්තර ශක්තිය මනිනු ලබන්නේ යාන්ත්‍රික ශක්තියට සමාන ඒකක වලිනි.

ක්‍රියාවලියට සහභාගී වන සියලුම ශරීර සලකා බැලුවහොත් සහ සියලුම ශරීරවල යාන්ත්‍රික හා අභ්‍යන්තර ශක්තිය යන දෙකෙහිම වෙනස්වීම සැලකිල්ලට ගතහොත්, අවසානයේ මුළු ශක්තිය නියත ප්‍රමාණයක් බව අපට ලැබෙනු ඇත.. සම්පූර්ණ බලශක්ති සංරක්ෂණය පිළිබඳ නීතිය මෙයයි. තාප ගති විද්‍යාවේදී එය හඳුන්වන්නේ පළමු ආරම්භයසහ පහත පරිදි සකස් කර ඇත: වායුව වෙත ලබා දෙන තාපය එහි අභ්‍යන්තර ශක්තිය වෙනස් කිරීමට සහ වායුව බාහිර බලවේගවලට එරෙහිව කරන කාර්යයට යයි:

තාප හුවමාරුව ඉතා කුඩා වන අතර එය නොසලකා හැරිය හැකි ක්රියාවලිය ලෙස හැඳින්වේ adiabatic.

තාප හුවමාරුව- එක් ශරීරයක අභ්‍යන්තර ශක්තිය වැඩි වන ක්‍රියාවලියක් වන අතර අනෙක ඒ අනුව අඩු වේ. මෙම ක්රියාවලිය ගුනාංගීකරනය කිරීම සඳහා, සංකල්පය හඳුන්වා දෙනු ලැබේ තාප ප්රමාණයතාප හුවමාරුවේදී ශරීරයේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනසක් සිදු වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය සමඟ Q=0, A=-DU, i.e. අභ්‍යන්තර ශක්තියේ වෙනස්වීම් හේතුවෙන් වායුව මගින් වැඩ සිදු කෙරේ.

තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය- ශරීර අතර තාප හුවමාරු ක්‍රියාවලීන්ගේ දිශාවට සීමාවන් පනවන භෞතික මූලධර්මයකි. තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය මඟින් පද්ධතියක සියලුම අභ්‍යන්තර ශක්තිය ප්‍රයෝජනවත් කාර්යයක් බවට පරිවර්තනය කළ නොහැකි බව පෙන්වමින් දෙවන වර්ගයේ ඊනියා සදාකාලික චලන යන්ත්‍ර තහනම් කරයි. තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය තාප ගති විද්‍යාවේ රාමුව තුළ ඔප්පු කළ නොහැකි උපකල්පනයකි. එය පර්යේෂණාත්මක කරුණු සාමාන්‍යකරණය කිරීමේ පදනම මත නිර්මාණය කරන ලද අතර පර්යේෂණාත්මක තහවුරු කිරීම් රාශියක් ලැබුණි.

අයිඩියල් ගෑස් අණු අතර අන්‍යෝන්‍ය ආකර්ෂණය සහ විකර්ෂණයේ බලවේග නොමැති වායුවක් වන අතර අණු වල ප්‍රමාණයන් නොසලකා හැර ඇත. ඉහළ උෂ්ණත්වවල සහ අඩු පීඩනවල ඇති සියලුම සැබෑ වායු ප්රායෝගිකව පරිපූර්ණ වායු ලෙස සැලකිය හැකිය.
පරමාදර්ශී සහ තාත්වික වායූන් දෙකෙහිම තත්වයේ සමීකරණය සමීකරණය (1.7) අනුව පරාමිති තුනකින් විස්තර කෙරේ.
පරමාදර්ශී වායුවක තත්ත්‍වයේ සමීකරණය අණුක චාලක න්‍යායෙන් හෝ බොයිල්-මැරියෝට් සහ සමලිංගික-ලුසැක් නීතිවල ඒකාබද්ධ සලකා බැලීමකින් ව්‍යුත්පන්න කළ හැක.
මෙම සමීකරණය 1834 දී ප්‍රංශ භෞතික විද්‍යාඥ Clapeyron විසින් ව්‍යුත්පන්න කරන ලද අතර වායු ස්කන්ධය කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් සඳහා ආකෘතියක් ඇත:

Р·υ = R·Т, (2.10)

එහිදී: R යනු වායු නියතය වන අතර නියත පීඩනයකදී සහ අංශක 1 ක උෂ්ණත්ව වෙනසක් ඇති ක්‍රියාවලියක දී වායුව කිලෝග්‍රෑම් 1කින් සිදු කරන කාර්යය නියෝජනය කරයි.
සමීකරණය (2.7) t ලෙස හැඳින්වේ රාජ්යයේ තාප සමීකරණය හෝ ලක්ෂණ සමීකරණය .
ස්කන්ධ m හි හිතුවක්කාර වායු ප්‍රමාණයක් සඳහා, තත්වයේ සමීකරණය වනුයේ:

Р·V = m·R·Т. (2.11)

1874 දී, ඩෝල්ටන්ගේ නීතිය මත පදනම්ව D.I. "එකම උෂ්ණත්ව හා පීඩනවල විවිධ පරමාදර්ශී වායූන්ගේ සමාන පරිමාවක එකම අණු සංඛ්යාවක් අඩංගු වේ.") ගෑස් කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් සඳහා රාජ්‍යයේ විශ්ව සමීකරණයක් යෝජනා කරන ලද අතර එය හැඳින්වේ Clapeyron-Mendeleev සමීකරණය:

Р·υ = R μ ·Т/μ , (2.12)

එහිදී: μ - molar (අණුක) වායු ස්කන්ධය, (kg/kmol);

R μ = 8314.20 J/kmol (8.3142 kJ/kmol) - විශ්ව වායු නියතය සහ නියත පීඩනයකදී සහ අංශක 1 ක උෂ්ණත්ව වෙනසක් සහිත ක්‍රියාවලියක දී පරමාදර්ශී වායුවක 1 kmol විසින් සිදු කරන කාර්යය නියෝජනය කරයි.
R μ දැන ගැනීමෙන්, ඔබට R = R μ/ μ වායු නියතය සොයාගත හැකිය.
අත්තනෝමතික වායු ස්කන්ධයක් සඳහා, Clapeyron-Mendeleev සමීකරණයේ ස්වරූපය ඇත:

Р·V = m·R μ ·Т/μ . (2.13)

පරිපූර්ණ වායු මිශ්රණයක්.

ගෑස් මිශ්රණයඑකිනෙකා සමඟ ඕනෑම රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකට ඇතුළු වන තනි වායු මිශ්‍රණයක් අදහස් කරයි. මිශ්‍රණයේ ඇති සෑම වායුවක්ම (සංරචකයක්) අනෙකුත් වායූන් නොතකා, එහි සියලු ගුණාංග සම්පූර්ණයෙන්ම රඳවා තබා ගන්නා අතර මිශ්‍රණයේ සම්පූර්ණ පරිමාව එය තනිවම අල්ලාගෙන සිටින ලෙස හැසිරේ.
අර්ධ පීඩනය- මෙම වායුව එකම ප්‍රමාණයකින්, එකම පරිමාවකින් සහ මිශ්‍රණයේ එකම උෂ්ණත්වයේ තනිව පවතී නම් මිශ්‍රණයට ඇතුළත් වන සෑම වායුවකම ඇති වන පීඩනය මෙයයි.
ගෑස් මිශ්රණය කීකරු වේ ඩෝල්ටන්ගේ නීතිය:
║වායු මිශ්රණයේ සම්පූර්ණ පීඩනය අර්ධ පීඩනවල එකතුවට සමාන වේ║මිශ්රණය සෑදෙන තනි වායු.

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

එහිදී P 1, P 2, P 3. . . Р n - අර්ධ පීඩන.
මිශ්‍රණයේ සංයුතිය පරිමාව, ස්කන්ධය සහ මවුල කොටස් මගින් නියම කර ඇති අතර ඒවා පිළිවෙලින් පහත සූත්‍ර භාවිතයෙන් තීරණය වේ:

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 cm; … r n ′ = ν n / ν cm, (2.17)

එහිදී V 1; V 2; … V n; V cm - සංරචක සහ මිශ්රණයේ පරිමාවන්;
m 1; m2; … m n; m cm - සංරචක සහ මිශ්රණයේ ස්කන්ධ;
ν 1; ν 2; … ν n; ν cm - ද්රව්ය ප්රමාණය (කිලෝමෝල්)
සංරචක සහ මිශ්රණ.
ඩෝල්ටන්ගේ නියමයට අනුව පරිපූර්ණ වායුවක් සඳහා:

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

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

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

පරිමාව සහ ස්කන්ධ භාග අතර සම්බන්ධය පහත පරිදි වේ:

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

එහිදී: μ 1, μ 2, ... μn, μ cm - සංරචක සහ මිශ්‍රණයේ අණුක බර.
මිශ්රණයේ අණුක බර:

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

මිශ්රණයේ වායු නියතය:

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)

මිශ්රණයේ නිශ්චිත ස්කන්ධ තාප ධාරිතාව:

සමග р cm. = g 1 සමග р 1 + g 2 සමග р 2 + ... + g n සමග (2.24)
v සමඟ බලන්න = g 1 p 1 + g 2 සමඟ v 2 + ... + g n සමඟ v n. (2.25)

මිශ්රණයේ විශේෂිත molar (අණුක) තාප ධාරිතාව:

rμ cm සමඟ = r 1 rμ 1 + r 2 සමඟ rμ 2 + ... + r n සමඟ (2.26)
vμ cm සමඟ = r 1 vμ 1 + r 2 සමඟ vμ 2 + ... + r n සමඟ vμ n. (2.27)

මාතෘකාව 3. තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය.

තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමයේ මූලික විධිවිධාන.

තාප ගති විද්‍යාවේ පළමු නියමය පවසන්නේ තාපය වැඩ බවට පරිවර්තනය කළ හැකි බවත්, ක්‍රියා තාපය බවට පත් කළ හැකි බවත්, මෙම පරිවර්තන සිදු විය හැකි තත්ත්වයන් ස්ථාපිත නොකරන බවත්ය.
කාර්යය තාපය බවට පරිවර්තනය කිරීම සෑම විටම සම්පූර්ණයෙන්ම හා කොන්දේසි විරහිතව සිදු වේ. එහි අඛණ්ඩ සංක්‍රාන්තිය තුළ තාපය වැඩ බවට පරිවර්තනය කිරීමේ ප්‍රතිලෝම ක්‍රියාවලිය හැකි වන්නේ යම් යම් කොන්දේසි යටතේ පමණක් වන අතර සම්පූර්ණයෙන්ම නොවේ. තාපය ස්වභාවිකව උණුසුම් ශරීරවල සිට සිසිල් දේ දක්වා ගමන් කළ හැකිය. සීතල ශරීරවලින් රත් වූ ඒවාට තාපය මාරු කිරීම තනිවම සිදු නොවේ. මේ සඳහා අමතර ශක්තියක් අවශ්ය වේ.
මේ අනුව, සංසිද්ධි සහ ක්‍රියාවලීන් පිළිබඳ සම්පූර්ණ විශ්ලේෂණයක් සඳහා, තාප ගති විද්‍යාවේ පළමු නියමයට අමතරව, අතිරේක නීතියක් තිබීම අවශ්‍ය වේ. මෙම නීතිය තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමය . විශේෂිත ක්‍රියාවලියක් කළ හැකිද, කළ නොහැකිද, එම ක්‍රියාවලිය සිදු වන්නේ කුමන දිශාවටද, තාප ගතික සමතුලිතතාවය ළඟා කර ගන්නා විට සහ උපරිම කාර්යය ලබා ගත හැක්කේ කුමන තත්වයන් යටතේද යන්න එය තහවුරු කරයි.
තාප ගති විද්‍යාවේ දෙවන නියමයේ සූත්‍රගත කිරීම්.
තාප එන්ජිමක පැවැත්ම සඳහා මූලාශ්ර 2 ක් අවශ්ය වේ - උණුසුම් වසන්තය සහ සීතල වසන්තය (පරිසරය). තාප එන්ජිමක් ක්රියාත්මක වන්නේ එක් මූලාශ්රයකින් පමණක් නම්, එය හැඳින්වේ 2 වන ආකාරයේ සදාකාලික චලන යන්ත්රය.
1 සූත්‍රගත කිරීම (Ostwald):
| "දෙවන ආකාරයේ සදාකාලික චලන යන්ත්රයක් කළ නොහැකි ය."

1 වන ආකාරයේ සදාකාලික චලන යන්ත්‍රයක් යනු L>Q 1 වන තාප එන්ජිමකි, මෙහි Q 1 යනු සැපයෙන තාපයයි. තාපගති විද්‍යාවේ පළමු නියමය මඟින් සපයන ලද තාපය Q 1 සම්පූර්ණයෙන්ම වැඩ L බවට පරිවර්තනය කරන තාප එන්ජිමක් නිර්මාණය කිරීමේ හැකියාව "අවසර" කරයි, i.e. L = Q 1. දෙවන නීතිය වඩාත් දැඩි සීමාවන් පනවා ඇති අතර, කාර්යය සපයනු ලබන තාපයට වඩා අඩු විය යුතු බව සඳහන් කරයි (L Q 2 තාපය සීතල ප්‍රභවයකින් උණුසුම් එකක් වෙත මාරු කළහොත් 2 වැනි ආකාරයේ සදාකාලික චලන යන්ත්‍රයක් සාක්ෂාත් කරගත හැකිය. නමුත් මේ සඳහා තාපය ස්වයංසිද්ධව සීතල ශරීරයකින් උණුසුම් එකක් වෙත මාරු කළ යුතුය, එය කළ නොහැකි ය. මෙය 2 වන සූත්‍රගත කිරීම (ක්ලවුසියස් විසින්) වෙත යොමු කරයි:
|| "තාපය වැඩි ප්‍රමාණයකින් ස්වයංසිද්ධව මාරු කළ නොහැක
|| සීතල ශරීරය උණුසුම් එකක් දක්වා."
තාප එන්ජිමක් ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා, මූලාශ්ර දෙකක් අවශ්ය වේ - උණුසුම් සහ සීතල. 3 වන සූත්‍රය (කානට්):
|| "උෂ්ණත්ව වෙනසක් ඇති තැන, එය කළ හැකි ය
|| කාර්යය."
මෙම සියලු සූත්රගත කිරීම් එකිනෙකට සම්බන්ධ වී ඇත;

එන්ට්රොපිය.

තාප ගතික පද්ධතියක තත්වයේ එක් කාර්යයක් වන්නේ එන්ට්රොපිය. එන්ට්‍රොපි යනු ප්‍රකාශනය මගින් අර්ථ දක්වා ඇති ප්‍රමාණයකි:

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

හෝ විශේෂිත එන්ට්රොපිය සඳහා:

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

එන්ට්‍රොපිය යනු එක් එක් ප්‍රාන්තය සඳහා ඉතා නිශ්චිත අගයක් ලබා ගනිමින් ශරීරයේ තත්වයේ නොපැහැදිලි ශ්‍රිතයකි. එය විස්තීර්ණ (ද්‍රව්‍යයේ ස්කන්ධය මත පදනම්ව) රාජ්‍ය පරාමිතියක් වන අතර ඕනෑම තාප ගතික ක්‍රියාවලියකදී එය ශරීරයේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම තීරණය වන අතර ක්‍රියාවලියේ මාර්ගය මත රඳා නොපවතී.
එන්ට්රොපි මූලික රාජ්ය පරාමිතීන්ගේ ශ්රිතයක් ලෙස අර්ථ දැක්විය හැක:

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

හෝ විශේෂිත එන්ට්රොපිය සඳහා:

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

එන්ට්‍රොපිය ක්‍රියාවලියේ වර්ගය මත රඳා නොපවතින අතර ක්‍රියාකාරී ද්‍රවයේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්ත්‍වයන් විසින් තීරණය කරනු ලබන බැවින්, දී ඇති ක්‍රියාවලියක එහි වෙනස පමණක් සොයාගත හැකි අතර එය පහත සමීකරණ භාවිතයෙන් සොයාගත හැකිය:

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)

පද්ධතියේ එන්ට්රොපිය වැඩි වුවහොත් (Ds > 0), එවිට පද්ධතියට තාපය සපයනු ලැබේ.
පද්ධතියේ එන්ට්රොපිය අඩු වුවහොත් (Ds< 0), то системе отводится тепло.
පද්ධතියේ එන්ට්‍රොපිය වෙනස් නොවන්නේ නම් (Ds = 0, s = Const), එවිට පද්ධතියට තාපය සැපයීම හෝ ඉවත් කිරීම සිදු නොවේ (adiabatic process).

කානොට් චක්‍රය සහ ප්‍රමේය.

කානොට් චක්‍රය යනු සමෝෂ්ණික ක්‍රියාවලි 2 කින් සහ ප්‍රවාහක ක්‍රියාවලි 2 කින් සමන්විත චක්‍ර චක්‍රයකි. p,υ- සහ T,s-රූප සටහන් වල ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි Carnot චක්‍රය Fig. 3.1 හි පෙන්වා ඇත.

1-2 - ප්රතිවර්ත කළ හැකි adiabatic විස්තාරණය s 1 = Const. උෂ්ණත්වය T 1 සිට T 2 දක්වා අඩු වේ.
2-3 - සමෝෂ්ණ සම්පීඩනය, තාපය ඉවත් කිරීම q 2 වැඩ කරන තරලයෙන් සීතල ප්රභවයකට.
3-4 - s 2 = Const දී ආපසු හැරවිය හැකි adiabatic සම්පීඩනය. උෂ්ණත්වය T 3 සිට T 4 දක්වා ඉහළ යයි.
4-1 - සමෝෂ්ණ ප්‍රසාරණය, තාප q 1 වැඩ කරන තරලයට උණුසුම් ප්‍රභවයට සැපයීම.
ඕනෑම චක්රයක ප්රධාන ලක්ෂණය වේ තාප කාර්යක්ෂමතාව(t.k.p.d.).

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

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

ආපසු හැරවිය හැකි Carnot චක්රයක් සඳහා t.k.d. සූත්රය මගින් තීරණය කරනු ලැබේ:

h tk = (T 1 – T 2) / T 1. (3.9)

මෙයින් ඇඟවෙන්නේ කාර්නොට්ගේ 1 වන ප්රමේයය :
|| "ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි කාර්නොට් චක්‍රයක තාප කාර්යක්ෂමතාව රඳා නොපවතී
|| වැඩ කරන තරලයේ ගුණාංග සහ උෂ්ණත්වය අනුව පමණක් තීරණය වේ
|| මූලාශ්ර."
අත්තනෝමතික ආපසු හැරවිය හැකි චක්‍රයක් සහ කාර්නොට් චක්‍රයක් සංසන්දනය කිරීමෙන් එය පහත දැක්වේ Carnot ගේ 2 වන ප්රමේයය:
|| "ප්‍රතිවර්ත කළ හැකි කාර්නොට් චක්‍රය || දී ඇති උෂ්ණත්ව පරාසයක හොඳම චක්‍රය වේ"
එම. t.k.p.d. Carnot චක්රය සෑම විටම කාර්යක්ෂමතාවයේ සංගුණකය වඩා වැඩි වේ. අත්තනෝමතික ලූපය:
h tк > h t . (3.10)

මාතෘකාව 4. තාප ගතික ක්රියාවලීන්.

>> භෞතික විද්‍යාව සහ තාරකා විද්‍යාව >> භෞතික විද්‍යාව 10 වැනි ශ්‍රේණිය >> භෞතික විද්‍යාව: පරිපූර්ණ වායුවක තත්ත්වය සමීකරණය

අයිඩියල් ගෑස් තත්වය

අපි අද භෞතික විද්‍යා පාඩම පරමාදර්ශී වායුවක තත්වයේ සමීකරණයේ මාතෘකාවට කැප කරන්නෙමු. කෙසේ වෙතත්, පළමුව, පරිපූර්ණ වායුවක තත්වය වැනි සංකල්පයක් තේරුම් ගැනීමට උත්සාහ කරමු. පරමාණු සහ අණු වැනි සැබෑ පවතින වායූන්ගේ අංශු වලට තමන්ගේම ප්‍රමාණයන් ඇති බවත් ස්වාභාවිකවම අවකාශයේ යම් පරිමාවක් පුරවන බවත් ඒ අනුව ඒවා එකිනෙකා මත තරමක් රඳා පවතින බවත් අපි දනිමු.

වායු අංශු අතර අන්තර්ක්රියා කරන විට, භෞතික බලවේග ඔවුන්ගේ චලනයට බර වන අතර එමගින් ඔවුන්ගේ උපාමාරු සීමා කරයි. එබැවින්, ගෑස් නීති සහ ඒවායේ ප්රතිවිපාක, නීතියක් ලෙස, දුර්ලභ සැබෑ වායු සඳහා පමණක් උල්ලංඝනය නොවේ. එනම්, වායූන් සඳහා, වායු අංශුවල ආවේණික ප්රමාණය සැලකිය යුතු ලෙස ඉක්මවා යන අංශු අතර දුර ප්රමාණය. මීට අමතරව, එවැනි අංශු අතර අන්තර් ක්රියාකාරිත්වය සාමාන්යයෙන් අවම වේ.

එබැවින්, ස්වභාවික වායුගෝලීය පීඩනයෙහි ගෑස් නියමයන් ආසන්න අගයක් ඇති අතර, මෙම පීඩනය ඉහළ නම්, නීති අදාළ නොවේ.

එබැවින් භෞතික විද්‍යාවේදී එවැනි සංකල්පයක් පරිපූර්ණ වායුවක තත්ත්වය ලෙස සැලකීම සිරිතකි. එවැනි තත්වයන් යටතේ, අංශු සාමාන්‍යයෙන් සැලකෙන්නේ අන්වීක්ෂීය මානයන් ඇති සහ එකිනෙකින් කිසිඳු අන්තර්ක්‍රියාවක් නොමැති ඇතැම් ජ්‍යාමිතික ලක්ෂ්‍ය ලෙස ය.

රාජ්යයේ පරමාදර්ශී වායු සමීකරණය

නමුත් මෙම අන්වීක්ෂීය පරාමිතීන් සම්බන්ධ කරන සහ වායුවේ තත්වය තීරණය කරන සමීකරණය සාමාන්‍යයෙන් හඳුන්වන්නේ පරමාදර්ශී වායුවක තත්වයේ සමීකරණය ලෙසයි.

එවැනි ශුන්‍ය පරාමිතීන්, එය නොමැතිව වායුවේ තත්වය තීරණය කළ නොහැක:

පළමු පරාමිතියට පීඩනය ඇතුළත් වන අතර එය සංකේතය මගින් නම් කරනු ලැබේ - P;
දෙවන පරාමිතිය පරිමාව -V;
තෙවන පරාමිතිය වන්නේ උෂ්ණත්වය - ටී.
අපගේ පාඩමේ පෙර කොටසෙන්, වායූන්ට ප්‍රතික්‍රියාකාරක ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි හෝ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වල නිෂ්පාදන විය හැකි බව අපි දැනටමත් දනිමු, එබැවින් සාමාන්‍ය තත්ව යටතේ වායූන් එකිනෙකා සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට අපහසු වන අතර මේ සඳහා ඔබට හැකි විය යුතුය. සාමාන්යයෙන් වෙනස් වන තත්වයන් යටතේ වායු මවුල සංඛ්යාව තීරණය කිරීම සඳහා.

නමුත් මෙම අරමුණු සඳහා ඔවුන් පරිපූර්ණ වායුවක තත්වයේ සමීකරණය භාවිතා කරයි. මෙම සමීකරණය සාමාන්‍යයෙන් Clapeyron-Mendeleev සමීකරණය ලෙසද හැඳින්වේ.

මෙම සූත්‍රයේ වායු සාන්ද්‍රණය විස්තර කරමින් පීඩනය හා උෂ්ණත්වය මත යැපීම සඳහා සූත්‍රයෙන් පරමාදර්ශී වායුවක් සඳහා එවැනි රාජ්‍ය සමීකරණයක් පහසුවෙන් ලබාගත හැක.

මෙම සමීකරණය රාජ්‍යයේ පරමාදර්ශී වායු සමීකරණය ලෙස හැඳින්වේ.

n යනු වායු මවුල ගණන;
P - ගෑස් පීඩනය, Pa;
V - ගෑස් පරිමාව, m3;
T - නිරපේක්ෂ වායු උෂ්ණත්වය, K;
R - විශ්ව වායු නියතය 8.314 J/mol×K.

ප්‍රථම වතාවට, වායූන්ගේ පීඩනය, පරිමාව සහ උෂ්ණත්වය අතර සම්බන්ධතාවය තහවුරු කිරීමට උපකාර වන සමීකරණයක් ලබාගෙන 1834 දී ශාන්ත පීටර්ස්බර්ග්හි දීර්ඝ කාලයක් සේවය කළ සුප්‍රසිද්ධ ප්‍රංශ භෞතික විද්‍යාඥ බෙනොයිට් ක්ලැපේරොන් විසින් සකස් කරන ලදී. නමුත් ශ්‍රේෂ්ඨ රුසියානු විද්‍යාඥයෙකු වූ දිමිත්‍රි ඉවානොවිච් මෙන්ඩලීව් එය මුලින්ම භාවිතා කළේ 1874 දී නමුත් ඊට පෙර ඔහු සූත්‍රය ලබා ගත්තේ ඇවගාඩ්‍රෝගේ නීතිය ක්ලැපේරොන් විසින් සකස් කරන ලද නීතිය සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීමෙනි.

එමනිසා, යුරෝපයේ, වායූන්ගේ හැසිරීම් වල ස්වභාවය පිළිබඳව නිගමනවලට එළඹීමට ඉඩ සලසන නීතිය මෙන්ඩලීව්-ක්ලැපේරොන් නියමය ලෙස හැඳින්වේ.

එසේම, වායුවේ පරිමාව ලීටර් වලින් ප්‍රකාශ කරන විට, Clapeyron-Mendeleev සමීකරණයට පහත ස්වරූපය ඇති බව ඔබ අවධානය යොමු කළ යුතුය:

මෙම මාතෘකාව අධ්‍යයනය කිරීමේදී ඔබට කිසිදු ගැටළුවක් නොමැති බව මම බලාපොරොත්තු වන අතර දැන් ඔබට පරමාදර්ශී වායුවක තත්වයේ සමීකරණය කුමක්ද යන්න පිළිබඳ අදහසක් ඇති අතර එහි ආධාරයෙන් ඔබට සැබෑ වායුවල පරාමිතීන් ගණනය කළ හැකි බව ඔබ දනී. වායූන්ගේ භෞතික තත්වයන් සාමාන්ය තත්වයන්ට සමීප වන විට.