ஒரு சிறந்த வாயு நிலையின் பொதுவான சமன்பாடு. ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் உலகளாவிய சமன்பாடு

« இயற்பியல் - 10ம் வகுப்பு"

இந்த அத்தியாயம் வெப்பநிலை மற்றும் பிற மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவுருக்களில் இருந்து பெறக்கூடிய தாக்கங்களைப் பற்றி விவாதிக்கும். வாயுக்களின் மூலக்கூறு இயக்கக் கோட்பாட்டின் அடிப்படைச் சமன்பாடு, இந்த அளவுருக்களுக்கு இடையே இணைப்புகளை நிறுவுவதற்கு நம்மை மிக நெருக்கமாகக் கொண்டு வந்துள்ளது.

மூலக்கூறு இயக்கக் கோட்பாட்டின் பார்வையில் இருந்து ஒரு சிறந்த வாயுவின் நடத்தையை விரிவாக ஆய்வு செய்தோம். அதன் மூலக்கூறுகள் மற்றும் வெப்பநிலையின் செறிவு மீது வாயு அழுத்தத்தின் சார்பு தீர்மானிக்கப்பட்டது (சூத்திரத்தைப் பார்க்கவும் (9.17)).

இந்த சார்பு அடிப்படையில், கொடுக்கப்பட்ட வெகுஜனத்தின் சிறந்த வாயுவின் நிலையை வகைப்படுத்தும் மூன்று மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவுருக்கள் p, V மற்றும் T ஆகியவற்றை இணைக்கும் ஒரு சமன்பாட்டைப் பெற முடியும்.

ஃபார்முலா (9.17) 10 ஏடிஎம் வரிசையின் அழுத்தம் வரை மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும்.

மூன்று மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவுருக்கள் p, V மற்றும் T தொடர்பான சமன்பாடு அழைக்கப்படுகிறது மாநிலத்தின் சிறந்த வாயு சமன்பாடு.

வாயு மூலக்கூறுகளின் செறிவுக்கான வெளிப்பாட்டை p = nkT சமன்பாட்டில் மாற்றுவோம். சூத்திரத்தை (8.8) கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, வாயு செறிவை பின்வருமாறு எழுதலாம்:

N A என்பது அவகாட்ரோவின் மாறிலி, m என்பது வாயுவின் நிறை, M என்பது அதன் மோலார் நிறை. சூத்திரத்தை (10.1) வெளிப்பாடாக (9.17) மாற்றிய பின் நாம் பெறுவோம்

போல்ட்ஸ்மேனின் மாறிலி k மற்றும் அவகாட்ரோவின் மாறிலி N A ஆகியவற்றின் பெருக்கல் உலகளாவிய (மோலார்) வாயு மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் R என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது:

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

உலகளாவிய வாயு மாறிலி R ஐ kN A க்கு பதிலாக சமன்பாட்டிற்கு (10.2) மாற்றுவதன் மூலம், தன்னிச்சையான வெகுஜனத்தின் சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாட்டைப் பெறுகிறோம்.

இந்த சமன்பாட்டில் வாயு வகையைச் சார்ந்திருக்கும் ஒரே அளவு அதன் மோலார் நிறை ஆகும்.

நிலையின் சமன்பாடு ஒரு சிறந்த வாயுவின் அழுத்தம், அளவு மற்றும் வெப்பநிலை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவைக் குறிக்கிறது, இது எந்த இரண்டு நிலைகளிலும் இருக்கலாம்.

குறியீட்டு 1 என்பது முதல் நிலையுடன் தொடர்புடைய அளவுருக்களைக் குறிக்கிறது என்றால், மற்றும் குறியீட்டு 2 இரண்டாவது நிலை தொடர்பான அளவுருக்களைக் குறிக்கிறது என்றால், கொடுக்கப்பட்ட வெகுஜனத்தின் வாயுவின் சமன்பாட்டின் படி (10.4)

இந்த சமன்பாடுகளின் வலது பக்கங்களும் ஒரே மாதிரியானவை, எனவே, அவற்றின் இடது பக்கங்களும் சமமாக இருக்க வேண்டும்:

சாதாரண நிலையில் எந்த வாயுவின் ஒரு மோல் (p 0 = 1 atm = 1.013 10 5 Pa, t = 0 °C அல்லது T = 273 K) 22.4 லிட்டர் அளவை ஆக்கிரமிக்கிறது என்பது அறியப்படுகிறது. ஒரு மோல் வாயுவிற்கு, உறவின் படி (10.5), நாங்கள் எழுதுகிறோம்:

உலகளாவிய வாயு மாறிலி R இன் மதிப்பைப் பெற்றுள்ளோம்.

இவ்வாறு, எந்த வாயுவின் ஒரு மோலுக்கும்

வடிவத்தில் மாநிலத்தின் சமன்பாடு (10.4) முதல் பெரிய ரஷ்ய விஞ்ஞானி டி.ஐ. அவன் அழைக்கப்பட்டான் மெண்டலீவ்-கிளாபிரான் சமன்பாடு.

வடிவத்தில் (10.5) மாநிலத்தின் சமன்பாடு அழைக்கப்படுகிறது கிளாபிரான் சமன்பாடுமற்றும் மாநில சமன்பாட்டை எழுதும் வடிவங்களில் ஒன்றாகும்.

B. Clapeyron இரயில்வே நிறுவனத்தில் பேராசிரியராக 10 ஆண்டுகள் ரஷ்யாவில் பணியாற்றினார். பிரான்சுக்குத் திரும்பிய அவர், பல ரயில்வே கட்டுமானத்தில் பங்கேற்றார் மற்றும் பாலங்கள் மற்றும் சாலைகள் அமைப்பதற்கான பல திட்டங்களை வரைந்தார்.

ஈபிள் கோபுரத்தின் முதல் தளத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள பிரான்சின் மிகப் பெரிய விஞ்ஞானிகளின் பட்டியலில் அவரது பெயர் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

மாநிலத்தின் சமன்பாடு ஒவ்வொரு முறையும் பெறப்பட வேண்டிய அவசியமில்லை, அதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும். உலகளாவிய வாயு மாறிலியின் மதிப்பை நினைவில் கொள்வது நல்லது:

R = 8.31 J/(mol K).

இதுவரை நாம் ஒரு சிறந்த வாயுவின் அழுத்தம் பற்றி பேசினோம். ஆனால் இயற்கையிலும் தொழில்நுட்பத்திலும், பல வாயுக்களின் கலவையை நாம் அடிக்கடி கையாளுகிறோம், இது சில நிபந்தனைகளின் கீழ் சிறந்ததாக கருதப்படலாம்.

வாயுக்களின் கலவையின் மிக முக்கியமான எடுத்துக்காட்டு காற்று, இது நைட்ரஜன், ஆக்ஸிஜன், ஆர்கான், கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் பிற வாயுக்களின் கலவையாகும். வாயு கலவையின் அழுத்தம் என்ன?

டால்டனின் விதி வாயுக்களின் கலவைக்கு செல்லுபடியாகும்.

டால்டனின் சட்டம்

வேதியியல் ரீதியாக தொடர்பு கொள்ளாத வாயுக்களின் கலவையின் அழுத்தம் அவற்றின் பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்

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

இதில் p i என்பது கலவையின் i-வது பாகத்தின் பகுதி அழுத்தம்.

வரையறை

இயற்பியலில் உள்ள சூத்திரங்கள் மற்றும் சட்டங்களைப் புரிந்துகொள்வதற்கும் பயன்படுத்துவதற்கும் எளிதாக்க, பல்வேறு வகையான மாதிரிகள் மற்றும் எளிமைப்படுத்தல்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அத்தகைய மாதிரி சிறந்த வாயு. அறிவியலில் ஒரு மாதிரி என்பது ஒரு உண்மையான அமைப்பின் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட நகலாகும்.

செயல்முறைகள் மற்றும் நிகழ்வுகளின் மிக முக்கியமான பண்புகள் மற்றும் பண்புகளை மாதிரி பிரதிபலிக்கிறது. சிறந்த வாயு மாதிரியானது வாயுவின் அடிப்படை நடத்தையை விளக்குவதற்குத் தேவைப்படும் மூலக்கூறுகளின் அடிப்படை பண்புகளை மட்டுமே கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. ஒரு சிறந்த வாயு மிகவும் குறுகிய அளவிலான அழுத்தங்கள் (p) மற்றும் வெப்பநிலையில் (T) உண்மையான வாயுவை ஒத்திருக்கிறது.

ஒரு இலட்சிய வாயுவின் மிக முக்கியமான எளிமைப்படுத்தல், மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் அவற்றின் தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றலை விட அதிகமாகக் கருதப்படுகிறது. வாயு மூலக்கூறுகளின் மோதல்கள் பந்துகளின் மீள் மோதலின் விதிகளைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கப்படுகின்றன. மூலக்கூறுகள் மோதல்களுக்கு இடையில் ஒரு நேர்கோட்டில் நகர்வதாகக் கருதப்படுகிறது. இந்த அனுமானங்கள் சிறப்பு சமன்பாடுகளைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்குகின்றன, அவை ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இந்த சமன்பாடுகள் குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் உண்மையான வாயுவின் நிலைகளை விவரிக்க பயன்படுத்தப்படலாம். நிலையின் சமன்பாடுகளை ஒரு சிறந்த வாயுவுக்கான சூத்திரங்கள் என்று அழைக்கலாம். ஒரு சிறந்த வாயுவின் நடத்தை மற்றும் பண்புகளைப் படிப்பதில் பயன்படுத்தப்படும் பிற அடிப்படை சூத்திரங்களையும் நாங்கள் வழங்குகிறோம்.

சிறந்த நிலையின் சமன்பாடுகள்

மெண்டலீவ்-கிளாபிரான் சமன்பாடு

இங்கு p என்பது வாயு அழுத்தம்; V என்பது வாயுவின் அளவு; T என்பது கெல்வின் அளவில் வாயு வெப்பநிலை; மீ என்பது வாயு நிறை; - வாயுவின் மோலார் நிறை; - உலகளாவிய வாயு மாறிலி.

ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடும் வெளிப்பாடாகும்:

இதில் n என்பது பரிசீலனையில் உள்ள தொகுதியில் உள்ள வாயு மூலக்கூறுகளின் செறிவு ஆகும்; .

மூலக்கூறு இயக்கவியல் கோட்பாட்டின் அடிப்படை சமன்பாடு

ஒரு சிறந்த வாயு போன்ற மாதிரியைப் பயன்படுத்தி, மூலக்கூறு இயக்கக் கோட்பாட்டின் (MKT) அடிப்படை சமன்பாடு (3) பெறப்படுகிறது. ஒரு வாயுவின் அழுத்தம் வாயு அமைந்துள்ள பாத்திரத்தின் சுவர்களில் அதன் மூலக்கூறுகளின் பெரும் எண்ணிக்கையிலான தாக்கங்களின் விளைவாகும் என்று இது அறிவுறுத்துகிறது.

வாயு மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் சராசரி இயக்க ஆற்றல் எங்கே; - வாயு மூலக்கூறுகளின் செறிவு (N - பாத்திரத்தில் உள்ள வாயு மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை; V - பாத்திரத்தின் அளவு); - ஒரு வாயு மூலக்கூறின் நிறை; - மூலக்கூறின் மூலக்கூறின் சதுர வேகம்.

ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல்

ஒரு இலட்சிய வாயுவில் மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகக் கருதப்படுவதால், உள் ஆற்றல் மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்:

நான் என்பது ஒரு சிறந்த வாயு மூலக்கூறின் சுதந்திரத்தின் டிகிரி எண்ணிக்கை; - அவகாட்ரோவின் எண்; - பொருளின் அளவு. ஒரு சிறந்த வாயுவின் உள் ஆற்றல் அதன் வெப்ப இயக்க வெப்பநிலை (T) மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் அதன் வெகுஜனத்திற்கு விகிதாசாரமாகும்.

சிறந்த எரிவாயு வேலை

ஐசோபரிக் செயல்முறையில் ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு (), வேலை சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்படுகிறது:

ஐசோகோரிக் செயல்பாட்டில், வாயுவால் செய்யப்படும் வேலை பூஜ்ஜியமாகும், ஏனெனில் தொகுதியில் எந்த மாற்றமும் இல்லை:

சமவெப்ப செயல்முறைக்கு ():

ஒரு அடிபயாடிக் செயல்முறைக்கு () வேலை சமம்:

நான் என்பது ஒரு வாயு மூலக்கூறின் சுதந்திரத்தின் டிகிரி எண்ணிக்கை.

"சிறந்த வாயு" என்ற தலைப்பில் சிக்கல்களைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

எடுத்துக்காட்டு 1

வாயு அழுத்தம் கடிதத்தால் குறிக்கப்படுகிறது ஆர் , பாஸ்கல்ஸில் அளவிடப்படுகிறது (நியூட்டன் மீட்டர் சதுரத்தால் வகுக்கப்பட்டது). கொள்கலனின் சுவர்களில் மூலக்கூறுகள் தாக்குவதால் வாயு அழுத்தம் ஏற்படுகிறது. அடிக்கடி அடிகள், அவை வலுவானவை, அதிக அழுத்தம்.

ஒரு சிறந்த வாயு என்பது இயற்பியலில் ஒரு மாதிரி. ஒரு பாத்திரத்தின் சுவரில் இருந்து சுவருக்கு பறக்கும் ஒரு மூலக்கூறு மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் மோதலை அனுபவிக்கும் போது ஒரு பாத்திரத்தில் உள்ள வாயு ஒரு சிறந்த வாயுவாக கருதப்படுகிறது.

அடிப்படை MKT சமன்பாடு ஒரு வாயு அமைப்பின் மேக்ரோஸ்கோபிக் அளவுருக்களை (அழுத்தம், அளவு, வெப்பநிலை) நுண்ணியவற்றுடன் (மூலக்கூறுகளின் நிறை, அவற்றின் இயக்கத்தின் சராசரி வேகம்) இணைக்கிறது.

செறிவு எங்கே, 1/mol; - மூலக்கூறு நிறை, கிலோ; - மூலக்கூறுகளின் வேர் சராசரி சதுர வேகம், m/s; - மூலக்கூறு இயக்கத்தின் இயக்க ஆற்றல், ஜே.

ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடு என்பது ஒரு சிறந்த வாயுவின் அழுத்தம், மோலார் தொகுதி மற்றும் முழுமையான வெப்பநிலை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை நிறுவும் ஒரு சூத்திரமாகும். சமன்பாடு இதுபோல் தெரிகிறது: . இந்த சமன்பாடு கிளேபெரோன்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

கடைசி சமன்பாடு ஒருங்கிணைந்த வாயு சட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதிலிருந்து பாயில் - மரியோட், சார்லஸ் மற்றும் கே-லுசாக் சட்டங்கள் பெறப்படுகின்றன. இந்த சட்டங்கள் ஐசோபிராசஸ்களுக்கான சட்டங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன:

ஐசோபிராசஸ்கள் என்பது ஒரே அளவுரு அல்லது டி-வெப்பநிலை, அல்லது வி-வால்யூம் அல்லது பி-அழுத்தத்தில் நிகழும் செயல்முறைகள்.

சமவெப்ப செயல்முறை - பாயில் விதி - மரியோட் (ஒரு நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் கொடுக்கப்பட்ட வாயு வெகுஜனத்தில், அழுத்தம் மற்றும் தொகுதியின் தயாரிப்பு ஒரு நிலையான மதிப்பு)

ஐசோபரிக் செயல்முறை - - கே-லுசாக் விதி (ஒரு கொடுக்கப்பட்ட வெகுஜன வாயுவிற்கான நிலையான அழுத்தத்தில், தொகுதி மற்றும் வெப்பநிலை விகிதம் ஒரு நிலையான மதிப்பு)

ஐசோகோரிக் செயல்முறை - - சார்லஸ் விதி (குறிப்பிட்ட வெகுஜன வாயுவிற்கான நிலையான தொகுதியில், அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை விகிதம் ஒரு நிலையான மதிப்பு)

10/2. நூலின் நீளத்தில் ஒரு நூல் ஊசல் அலையும் காலத்தின் சார்புநிலையைச் சரிபார்க்கிறது (மற்றும் சுமையின் நிறைவிலிருந்து காலத்தின் சுதந்திரம்)

0.1 கிலோ எடையுள்ள அதன் காலில் இணைக்கப்பட்ட 100 செ.மீ நீளமுள்ள ஒரு முக்காலி, ஒவ்வொன்றும் 0.1 கிலோ எடையுள்ள எடைகள் மற்றும் ஸ்டாப்வாட்ச் ஆகியவை உங்கள் வசம் உள்ளன.

எடையின் அலைவு காலத்தை முதலில் சமநிலை நிலையில் இருந்து 5 செ.மீ., நூலில் இருந்து 0.1 கிலோ தொங்கவிட்டு மீண்டும் அலைவு காலத்தை அளவிடவும். காலமும் இரட்டிப்பாகியுள்ளது என்ற அனுமானத்தை சோதனை முடிவுகள் உறுதிப்படுத்துகின்றனவா?

ஒரு ஊசல் ஒரு எடை மற்றும் 100 செ.மீ நீளமுள்ள ஒரு நூலின் ஊசலாட்டத்தின் காலத்தை அளவிடவும், அது ஆரம்பத்தில் சமநிலை நிலையில் இருந்து 5 செ.மீ.க்கு விலகும் போது, ​​நூலின் நீளத்தை 25 செ.மீ ஆகக் குறைத்து, ஊசலின் அலைவு காலத்தை மீண்டும் அளவிடவும். நூலின் நீளம் 4 மடங்கு குறைக்கப்படும்போது, ​​அலைவு காலம் 2 மடங்கு குறையும் என்ற அனுமானத்தை சோதனை முடிவுகள் உறுதிப்படுத்துகிறதா?

டிக்கெட்-11 11
ஆவியாதல் மற்றும் ஒடுக்கம். நிறைவுற்ற மற்றும் நிறைவுறாத ஜோடிகள். காற்று ஈரப்பதம். காற்று ஈரப்பதம் அளவீடு.

ஆவியாதல் என்பது ஒரு திரவத்தின் இலவச மேற்பரப்பில் இருந்து எந்த வெப்பநிலையிலும் ஏற்படும் ஆவியாதல் ஆகும். வெப்ப இயக்கத்தின் போது மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றலின் சீரற்ற விநியோகம் எந்த வெப்பநிலையிலும் சில திரவ அல்லது திட மூலக்கூறுகளின் இயக்க ஆற்றல் மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் அவற்றின் இணைப்பின் சாத்தியமான ஆற்றலை விட அதிகமாக இருக்கலாம் என்பதற்கு வழிவகுக்கிறது. அதிக வேகம் கொண்ட மூலக்கூறுகள் அதிக இயக்க ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் உடலின் வெப்பநிலை அதன் மூலக்கூறுகளின் இயக்கத்தின் வேகத்தைப் பொறுத்தது, எனவே, ஆவியாதல் திரவத்தின் குளிர்ச்சியுடன் சேர்ந்துள்ளது. ஆவியாதல் விகிதம் இதைப் பொறுத்தது: திறந்த மேற்பரப்பு, வெப்பநிலை மற்றும் திரவத்திற்கு அருகிலுள்ள மூலக்கூறுகளின் செறிவு. ஒடுக்கம் என்பது ஒரு பொருளை வாயு நிலையில் இருந்து திரவ நிலைக்கு மாற்றும் செயல்முறையாகும்.

ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில் ஒரு மூடிய பாத்திரத்தில் ஒரு திரவ ஆவியாதல் வாயு நிலையில் ஆவியாகும் பொருளின் மூலக்கூறுகளின் செறிவு படிப்படியாக அதிகரிக்க வழிவகுக்கிறது. ஆவியாதல் தொடங்கிய சிறிது நேரம் கழித்து, வாயு நிலையில் உள்ள பொருளின் செறிவு ஒரு மதிப்பை அடையும், இதில் திரவத்திற்கு திரும்பும் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கை அதே நேரத்தில் திரவத்தை விட்டு வெளியேறும் மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கைக்கு சமமாக மாறும். பொருளின் ஆவியாதல் மற்றும் ஒடுக்கம் செயல்முறைகளுக்கு இடையில் ஒரு மாறும் சமநிலை நிறுவப்பட்டுள்ளது. ஒரு திரவத்துடன் மாறும் சமநிலையில் இருக்கும் வாயு நிலையில் உள்ள ஒரு பொருள் நிறைவுற்ற நீராவி என்று அழைக்கப்படுகிறது. (நீராவி என்பது ஆவியாதல் செயல்பாட்டின் போது திரவத்தை விட்டு வெளியேறும் மூலக்கூறுகளின் தொகுப்பாகும்.) நிறைவுற்ற கீழே ஒரு அழுத்தத்தில் உள்ள நீராவி அன்சாச்சுரேட்டட் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நீர்த்தேக்கங்கள், மண் மற்றும் தாவரங்களின் மேற்பரப்பில் இருந்து நீரின் நிலையான ஆவியாதல் மற்றும் மனிதர்கள் மற்றும் விலங்குகளின் சுவாசம் காரணமாக, வளிமண்டலத்தில் எப்போதும் நீராவி உள்ளது. எனவே, வளிமண்டல அழுத்தம் என்பது வறண்ட காற்று மற்றும் அதில் உள்ள நீராவியின் அழுத்தம். காற்று நீராவியுடன் நிறைவுற்றிருக்கும் போது நீராவி அழுத்தம் அதிகபட்சமாக இருக்கும். நிறைவுற்ற நீராவி, நிறைவுறா நீராவி போலல்லாமல், ஒரு சிறந்த வாயுவின் விதிகளுக்குக் கீழ்ப்படிவதில்லை. எனவே, நிறைவுற்ற நீராவி அழுத்தம் அளவைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. இந்த சார்புநிலையை ஒரு எளிய சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்த முடியாது, எனவே, வெப்பநிலையில் நிறைவுற்ற நீராவி அழுத்தத்தின் சார்பு பற்றிய சோதனை ஆய்வின் அடிப்படையில், பல்வேறு வெப்பநிலைகளில் அதன் அழுத்தத்தை தீர்மானிக்கக்கூடிய அட்டவணைகள் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன.

கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலையில் காற்றில் உள்ள நீராவியின் அழுத்தம் முழுமையான ஈரப்பதம் அல்லது நீராவி அழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. நீராவி அழுத்தம் மூலக்கூறுகளின் செறிவுக்கு விகிதாசாரமாக இருப்பதால், முழுமையான ஈரப்பதம் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் காற்றில் இருக்கும் நீராவியின் அடர்த்தியாக வரையறுக்கப்படுகிறது, இது ஒரு கன மீட்டருக்கு கிலோகிராம் (p) இல் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

இயற்கையில் காணப்படும் பெரும்பாலான நிகழ்வுகள், எடுத்துக்காட்டாக, ஆவியாதல் விகிதம், பல்வேறு பொருட்களிலிருந்து உலர்த்துதல் மற்றும் தாவரங்கள் வாடி, காற்றில் உள்ள நீராவியின் அளவைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் இந்த அளவு செறிவூட்டலுக்கு எவ்வளவு நெருக்கமாக உள்ளது, அதாவது. , ஈரப்பதம் மீது, இது நீர் நீராவியுடன் செறிவூட்டப்பட்ட காற்றின் அளவை வகைப்படுத்துகிறது. குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் அதிக ஈரப்பதத்தில், வெப்ப பரிமாற்றம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் ஒரு நபர் தாழ்வெப்பநிலை ஆகிறது. அதிக வெப்பநிலை மற்றும் ஈரப்பதத்தில், வெப்ப பரிமாற்றம், மாறாக, கூர்மையாக குறைக்கப்படுகிறது, இது உடலின் அதிக வெப்பத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. நடுத்தர காலநிலை அட்சரேகைகளில் மனிதர்களுக்கு மிகவும் சாதகமானது 40-60% ஈரப்பதம் ஆகும். ஒப்பீட்டு ஈரப்பதம் என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் காற்றில் உள்ள நீராவியின் அடர்த்தியின் (அல்லது அழுத்தம்) அதே வெப்பநிலையில் உள்ள நீராவியின் அடர்த்திக்கு (அல்லது அழுத்தம்) விகிதமாகும், இது சதவீதமாக வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, அதாவது.

11/2. "மின்காந்த தூண்டல்" என்ற தலைப்பில் பரிசோதனை பணி:

மின்காந்த தூண்டல் நிகழ்வின் அவதானிப்பு.

மின்காந்த தூண்டல் நிகழ்வை ஆய்வு செய்வதற்கான உபகரணங்கள் உங்களிடம் உள்ளன: ஒரு காந்தம், ஒரு கம்பி சுருள், ஒரு மில்லிமீட்டர்.

ஒரு மில்லிமீட்டரை சுருளுடன் இணைக்கவும், சுருளில் தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டத்தை உருவாக்குவதற்கான சாத்தியமான வழிகளை ஆராயவும். மின்சாரம் ஏற்படும் நிலைமைகள் பற்றி ஒரு முடிவை வரையவும்.

11. வெப்ப இயக்கவியலில் வேலை. உள் ஆற்றல். வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி. அடியாபாடிக் செயல்முறை. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி.

அறியப்பட்டபடி, உராய்வு சக்திகளின் தனித்தன்மை என்னவென்றால், உராய்வு சக்திகளுக்கு எதிராக செய்யப்படும் வேலை இயக்கவியல் அல்லது சாத்தியமான ஆற்றலை அதிகரிக்காது. இருப்பினும், உராய்வு சக்திகளுக்கு எதிரான வேலை கவனிக்கப்படாமல் போகாது. உதாரணமாக, காற்று எதிர்ப்பின் முன்னிலையில் உடல் இயக்கம் உடல் வெப்பநிலையில் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. இந்த அதிகரிப்பு சில நேரங்களில் மிகப் பெரியதாக இருக்கலாம் - வளிமண்டலத்தில் பறக்கும் விண்கற்கள் காற்றின் எதிர்ப்பால் ஏற்படும் வெப்பத்தால் துல்லியமாக அதில் எரிகின்றன. மேலும், உராய்வு சக்திகளின் முன்னிலையில் நகரும் போது, ​​உடலின் நிலையில் மாற்றம் ஏற்படலாம் - உருகுதல், முதலியன.

எனவே, உராய்வு சக்திகளின் முன்னிலையில் இயக்கம் ஏற்பட்டால், பின்னர் முதலாவதாக, இயக்கவியல் மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் கூட்டுத்தொகையில் குறைவு உள்ளதுசெயல்பாட்டில் பங்கேற்கும் அனைத்து உடல்களும், இரண்டாவதாக, தேய்க்கும் உடல்களின் நிலையில் மாற்றம் உள்ளது(வெப்பம், திரட்டல் நிலையில் மாற்றம், முதலியன).

உடல்களின் நிலையில் இத்தகைய மாற்றங்கள் அவற்றின் ஆற்றல் இருப்புகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடன் சேர்ந்துள்ளன. உடலின் நிலையைப் பொறுத்து, குறிப்பாக அதன் வெப்பநிலையைப் பொறுத்து ஆற்றல் அழைக்கப்படுகிறது உள் ஆற்றல்.

உடலில் அல்லது உடலில் வேலை செய்யப்படும் போது, ​​அதே போல் வெப்பம் ஒரு உடலில் இருந்து மற்றொரு உடலுக்கு மாற்றப்படும் போது உடலின் உள் ஆற்றல் மாறலாம். உள் ஆற்றல் இயந்திர ஆற்றலின் அதே அலகுகளில் அளவிடப்படுகிறது.

செயல்பாட்டில் பங்கேற்கும் அனைத்து உடல்களையும் கருத்தில் கொண்டு, அனைத்து உடல்களின் இயந்திர மற்றும் உள் ஆற்றல் இரண்டிலும் ஏற்படும் மாற்றத்தை கணக்கில் எடுத்துக் கொண்டால், மொத்த ஆற்றல் ஒரு நிலையான அளவு என்பதை இறுதியில் பெறுவோம்.. இது மொத்த ஆற்றலைப் பாதுகாப்பதற்கான விதி. வெப்ப இயக்கவியலில் இது அழைக்கப்படுகிறது முதல் தொடக்கம்மற்றும் பின்வருமாறு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது: வாயுவிற்கு அளிக்கப்படும் வெப்பமானது அதன் உள் ஆற்றலை மாற்றுவதற்கும் வெளிப்புற சக்திகளுக்கு எதிராக வாயு செய்யும் வேலைக்கும் செல்கிறது:

வெப்பப் பரிமாற்றம் புறக்கணிக்கப்படும் அளவுக்கு மிகக் குறைவாக இருக்கும் செயல்முறை அழைக்கப்படுகிறது அடியாபாடிக்.

வெப்ப பரிமாற்றம்- ஒரு உடலின் உள் ஆற்றல் அதிகரிக்கும் ஒரு செயல்முறை, மற்றொன்று, அதன்படி, குறைகிறது. இந்த செயல்முறையை வகைப்படுத்த, கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது வெப்ப அளவுவெப்ப பரிமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் உடலின் உள் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றமாகும். அத்தகைய செயல்முறையுடன் Q=0, A=-DU, அதாவது. உள் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் காரணமாக வாயுவால் வேலை செய்யப்படுகிறது.

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி- உடல்களுக்கு இடையிலான வெப்ப பரிமாற்ற செயல்முறைகளின் திசையில் கட்டுப்பாடுகளை விதிக்கும் இயற்பியல் கொள்கை. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி, இரண்டாவது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரங்கள் என்று அழைக்கப்படுவதைத் தடைசெய்கிறது, இது ஒரு அமைப்பின் அனைத்து உள் ஆற்றலையும் பயனுள்ள வேலையாக மாற்றுவது சாத்தியமற்றது என்பதைக் காட்டுகிறது. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதியானது வெப்ப இயக்கவியலின் கட்டமைப்பிற்குள் நிரூபிக்க முடியாத ஒரு போஸ்டுலேட் ஆகும். இது சோதனை உண்மைகளின் பொதுமைப்படுத்தலின் அடிப்படையில் உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் பல சோதனை உறுதிப்படுத்தல்களைப் பெற்றது.

சிறந்த வாயு மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே பரஸ்பர ஈர்ப்பு மற்றும் விரட்டும் சக்திகள் இல்லாத ஒரு வாயு மற்றும் மூலக்கூறுகளின் அளவுகள் புறக்கணிக்கப்படுகின்றன. உயர் வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த அழுத்தங்களில் உள்ள அனைத்து உண்மையான வாயுக்களும் நடைமுறையில் சிறந்த வாயுக்களாக கருதப்படலாம்.
இலட்சிய மற்றும் உண்மையான வாயுக்கள் இரண்டிற்கும் மாநிலத்தின் சமன்பாடு சமன்பாட்டின் படி மூன்று அளவுருக்கள் மூலம் விவரிக்கப்படுகிறது (1.7).
ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடு மூலக்கூறு இயக்கவியல் கோட்பாட்டிலிருந்து அல்லது பாயில்-மரியோட்டே மற்றும் கே-லுசாக் விதிகளின் கூட்டுக் கருத்தில் இருந்து பெறப்படுகிறது.
இந்த சமன்பாடு 1834 ஆம் ஆண்டில் பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் கிளாபிரானால் பெறப்பட்டது மற்றும் 1 கிலோ வாயு நிறைக்கு வடிவம் உள்ளது:

Р·υ = R·Т, (2.10)

எங்கே: R என்பது வாயு மாறிலி மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தில் மற்றும் 1 டிகிரி வெப்பநிலை மாற்றத்துடன் ஒரு செயல்பாட்டில் 1 கிலோ வாயுவால் செய்யப்படும் வேலையைக் குறிக்கிறது.
சமன்பாடு (2.7) டி என்று அழைக்கப்படுகிறது மாநிலத்தின் வெப்ப சமன்பாடு அல்லது சிறப்பியல்பு சமன்பாடு .
மீ நிறை வாயுவின் தன்னிச்சையான அளவு, மாநிலத்தின் சமன்பாடு:

Р·V = m·R·Т. (2.11)

1874 இல், D.I மெண்டலீவ், டால்டனின் சட்டத்தின் அடிப்படையில் ( "ஒரே வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் வெவ்வேறு இலட்சிய வாயுக்களின் சம அளவுகளில் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகள் உள்ளன.") 1 கிலோ எரிவாயுக்கான மாநிலத்தின் உலகளாவிய சமன்பாட்டை முன்மொழிந்தது, இது அழைக்கப்படுகிறது கிளாபிரான்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு:

Р·υ = R μ ·Т/μ , (2.12)

எங்கே: μ - மோலார் (மூலக்கூறு) வாயு நிறை, (கிலோ/கிமீல்);

R μ = 8314.20 J/kmol (8.3142 kJ/kmol) - உலகளாவிய வாயு மாறிலி மற்றும் நிலையான அழுத்தத்தில் மற்றும் 1 டிகிரி வெப்பநிலை மாற்றத்துடன் ஒரு செயல்பாட்டில் 1 கிமீல் ஒரு சிறந்த வாயுவால் செய்யப்படும் வேலையைக் குறிக்கிறது.
R μ ஐ அறிந்தால், R = R μ/ μ என்ற வாயு மாறிலியைக் கண்டறியலாம்.
தன்னிச்சையான வெகுஜன வாயுவிற்கு, கிளாபிரான்-மெண்டலீவ் சமன்பாடு வடிவம் கொண்டிருக்கும்:

Р·V = m·R μ ·Т/μ. (2.13)

சிறந்த வாயுக்களின் கலவை.

எரிவாயு கலவைஒருவருக்கொருவர் எந்த இரசாயன எதிர்வினைகளிலும் நுழையும் தனிப்பட்ட வாயுக்களின் கலவையைக் குறிக்கிறது. கலவையில் உள்ள ஒவ்வொரு வாயுவும் (கூறு), மற்ற வாயுக்களைப் பொருட்படுத்தாமல், அதன் அனைத்து பண்புகளையும் முழுமையாகத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது மற்றும் கலவையின் முழு அளவையும் அது மட்டுமே ஆக்கிரமித்துள்ளது போல் செயல்படுகிறது.
ஓர் சார்பு நிலை அழுத்தம்- இந்த வாயு ஒரே அளவு, அதே அளவு மற்றும் அதே வெப்பநிலையில் கலவையில் இருந்தால், கலவையில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள ஒவ்வொரு வாயுவும் கொண்டிருக்கும் அழுத்தம் இதுவாகும்.
வாயு கலவை கீழ்ப்படிகிறது டால்டனின் சட்டம்:
║வாயு கலவையின் மொத்த அழுத்தம் பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்║கலவையை உருவாக்கும் தனிப்பட்ட வாயுக்கள்.

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

பி 1, பி 2, பி 3. . . Р n - பகுதி அழுத்தங்கள்.
கலவையின் கலவை தொகுதி, நிறை மற்றும் மோல் பின்னங்களால் குறிப்பிடப்படுகிறது, அவை முறையே பின்வரும் சூத்திரங்களைப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்படுகின்றன:

r 1 = V 1 / V செமீ; r 2 = V 2 / V செமீ; … 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 செ.மீ; r 2 ′ = ν 2 / ν cm; … r n ′ = ν n / ν cm, (2.17)

எங்கே V 1; வி 2 ; … வி என்; வி செமீ - கூறுகள் மற்றும் கலவையின் தொகுதிகள்;
மீ 1; மீ2; … m n; m cm - கூறுகள் மற்றும் கலவையின் வெகுஜனங்கள்;
ν 1; ν 2; … ν n; ν செமீ - பொருளின் அளவு (கிலோமோல்)
கூறுகள் மற்றும் கலவைகள்.
டால்டனின் சட்டத்தின்படி ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு:

r 1 = r 1′; r 2 = r 2′; … ஆர் என் = ஆர் என் ′. (2.18)

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

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

தொகுதி மற்றும் நிறை பின்னங்களுக்கு இடையிலான உறவு பின்வருமாறு:

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)

எங்கே: μ 1, μ 2, ... μn, μ cm - கூறுகள் மற்றும் கலவையின் மூலக்கூறு எடைகள்.
கலவையின் மூலக்கூறு எடை:

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

கலவையின் வாயு மாறிலி:

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)

கலவையின் குறிப்பிட்ட வெகுஜன வெப்ப திறன்கள்:

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

கலவையின் குறிப்பிட்ட மோலார் (மூலக்கூறு) வெப்ப திறன்கள்:

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

தலைப்பு 3. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி.

வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதியின் அடிப்படை விதிகள்.

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி வெப்பத்தை வேலையாக மாற்றலாம், மேலும் வேலை வெப்பமாக மாறலாம் என்று கூறுகிறது, மேலும் இந்த மாற்றங்கள் சாத்தியமான சூழ்நிலைகளை நிறுவவில்லை.
வேலையை வெப்பமாக மாற்றுவது எப்போதும் முற்றிலும் மற்றும் நிபந்தனையின்றி நிகழ்கிறது. அதன் தொடர்ச்சியான மாற்றத்தின் போது வெப்பத்தை வேலையாக மாற்றுவதற்கான தலைகீழ் செயல்முறை சில நிபந்தனைகளின் கீழ் மட்டுமே சாத்தியமாகும் மற்றும் முழுமையாக அல்ல. வெப்பம் இயற்கையாகவே வெப்பமான உடல்களிலிருந்து குளிர்ச்சியான பகுதிகளுக்கு நகரும். குளிர்ந்த உடல்களில் இருந்து வெப்பம் சூடாக்கப்பட்ட பொருட்களுக்கு வெப்பத்தை மாற்றுவது தானாகவே நிகழாது. இதற்கு கூடுதல் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.
எனவே, நிகழ்வுகள் மற்றும் செயல்முறைகளின் முழுமையான பகுப்பாய்விற்கு, வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதிக்கு கூடுதலாக, கூடுதல் சட்டத்தை வைத்திருப்பது அவசியம். இந்த சட்டம் வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி . ஒரு குறிப்பிட்ட செயல்முறை சாத்தியமா அல்லது சாத்தியமற்றதா என்பதை இது நிறுவுகிறது, செயல்முறை எந்த திசையில் செல்கிறது, வெப்ப இயக்கவியல் சமநிலை அடையும் போது, ​​மற்றும் எந்த சூழ்நிலையில் அதிகபட்ச வேலை பெற முடியும்.
வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதியின் சூத்திரங்கள்.
ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தின் இருப்புக்கு, 2 ஆதாரங்கள் தேவை - சூடான நீரூற்று மற்றும் குளிர் வசந்தம் (சுற்றுச்சூழல்). ஒரு வெப்ப இயந்திரம் ஒரே ஒரு மூலத்திலிருந்து இயங்கினால், அது அழைக்கப்படுகிறது 2 வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரம்.
1 உருவாக்கம் (ஆஸ்ட்வால்ட்):
| "2வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரம் சாத்தியமற்றது."

1 வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரம் என்பது ஒரு வெப்ப இயந்திரமாகும், இதில் L>Q 1, Q1 என்பது வழங்கப்பட்ட வெப்பம். வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி ஒரு வெப்ப இயந்திரத்தை உருவாக்கும் சாத்தியத்தை "அனுமதிக்கிறது" இது வழங்கப்பட்ட வெப்ப Q 1 ஐ வேலை L ஆக முழுமையாக மாற்றுகிறது, அதாவது. எல் = கே 1. இரண்டாவது சட்டம் மிகவும் கடுமையான கட்டுப்பாடுகளை விதிக்கிறது மற்றும் வேலை வழங்கப்படும் வெப்பத்தை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும் என்று கூறுகிறது (L வெப்ப Q 2 ஐ குளிர்ந்த மூலத்திலிருந்து சூடான ஒன்றிற்கு மாற்றினால், 2வது வகையான நிரந்தர இயக்க இயந்திரத்தை உணர முடியும். ஆனால் இதற்காக, வெப்பம் தன்னிச்சையாக குளிர்ந்த உடலில் இருந்து சூடான இடத்திற்கு மாற்றப்பட வேண்டும், இது சாத்தியமற்றது. இது 2வது சூத்திரத்திற்கு வழிவகுக்கிறது (கிளாசியஸ் மூலம்):
|| "வெப்பம் தன்னிச்சையாக அதிகமாக இருந்து மாற்ற முடியாது
|| குளிர்ச்சியான உடல் வெப்பமானதாக இருக்கும்."
வெப்ப இயந்திரத்தை இயக்க, இரண்டு ஆதாரங்கள் தேவை - சூடான மற்றும் குளிர். 3வது சூத்திரம் (கார்னோட்):
|| "வெப்பநிலை வேறுபாடு இருக்கும் இடத்தில், அதை செய்ய முடியும்
|| வேலை."
இந்த சூத்திரங்கள் அனைத்தும் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன;

என்ட்ரோபி.

வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பின் நிலையின் செயல்பாடுகளில் ஒன்று என்ட்ரோபி. என்ட்ரோபி என்பது வெளிப்பாட்டால் வரையறுக்கப்பட்ட அளவு:

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

அல்லது குறிப்பிட்ட என்ட்ரோபிக்கு:

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

என்ட்ரோபி என்பது ஒரு உடலின் நிலையின் தெளிவற்ற செயல்பாடாகும், இது ஒவ்வொரு மாநிலத்திற்கும் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பைப் பெறுகிறது. இது ஒரு விரிவான (பொருளின் வெகுஜனத்தைப் பொறுத்து) நிலை அளவுரு மற்றும் எந்தவொரு வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறையிலும் உடலின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலையால் முழுமையாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது மற்றும் செயல்முறையின் பாதையை சார்ந்தது அல்ல.
என்ட்ரோபியை அடிப்படை நிலை அளவுருக்களின் செயல்பாடாக வரையறுக்கலாம்:

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

அல்லது குறிப்பிட்ட என்ட்ரோபிக்கு:

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

என்ட்ரோபி செயல்முறையின் வகையைச் சார்ந்து இல்லை மற்றும் வேலை செய்யும் திரவத்தின் ஆரம்ப மற்றும் இறுதி நிலைகளால் தீர்மானிக்கப்படுவதால், கொடுக்கப்பட்ட செயல்பாட்டில் அதன் மாற்றம் மட்டுமே காணப்படுகிறது, இது பின்வரும் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி கண்டறியப்படுகிறது:

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)

கணினியின் என்ட்ரோபி அதிகரித்தால் (Ds > 0), பின்னர் கணினிக்கு வெப்பம் வழங்கப்படுகிறது.
அமைப்பின் என்ட்ரோபி குறைந்தால் (Ds< 0), то системе отводится тепло.
கணினியின் என்ட்ரோபி மாறவில்லை என்றால் (Ds = 0, s = Const), பின்னர் வெப்பமானது கணினிக்கு வழங்கப்படாது அல்லது அகற்றப்படாது (அடியாபாடிக் செயல்முறை).

கார்னோட் சுழற்சி மற்றும் கோட்பாடுகள்.

கார்னோட் சுழற்சி என்பது 2 சமவெப்ப மற்றும் 2 அடிபயாடிக் செயல்முறைகளைக் கொண்ட ஒரு வட்ட சுழற்சி ஆகும். p,υ- மற்றும் T,s-வரைபடங்களில் உள்ள மீளக்கூடிய கார்னோட் சுழற்சி படம் 3.1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.

1-2 - s 1 இல் மீளக்கூடிய அடியாபாடிக் விரிவாக்கம் = கான்ஸ்ட். வெப்பநிலை T 1 முதல் T 2 வரை குறைகிறது.
2-3 - சமவெப்ப சுருக்கம், வெப்பத்தை அகற்றுதல் q 2 வேலை செய்யும் திரவத்திலிருந்து ஒரு குளிர் மூலத்திற்கு.
3-4 – s 2 =Const இல் மீளக்கூடிய அடியாபாடிக் சுருக்கம். வெப்பநிலை டி 3 முதல் டி 4 வரை உயர்கிறது.
4-1 - சமவெப்ப விரிவாக்கம், வேலை செய்யும் திரவத்திற்கு வெப்ப மூலத்திற்கு வெப்ப q 1 வழங்கல்.
எந்த சுழற்சியின் முக்கிய பண்பு வெப்ப திறன்(டி.கே.பி.டி.)

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

h t = (Q 1 – Q 2) / Q 1.

மீளக்கூடிய கார்னோட் சுழற்சிக்கு t.k.d. சூத்திரத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

h tk = (T 1 – T 2) / T 1. (3.9)

இது குறிக்கிறது கார்னோட்டின் 1வது தேற்றம் :
|| "மீளக்கூடிய கார்னோட் சுழற்சியின் வெப்ப செயல்திறன் சார்ந்து இல்லை
|| வேலை செய்யும் திரவத்தின் பண்புகள் மற்றும் வெப்பநிலையால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது
|| ஆதாரங்கள்."
ஒரு தன்னிச்சையான மீளக்கூடிய சுழற்சி மற்றும் ஒரு கார்னோட் சுழற்சியின் ஒப்பீட்டிலிருந்து அது பின்வருமாறு கார்னோட்டின் 2வது தேற்றம்:
|| "ரிவர்சிபிள் கார்னோட் சுழற்சி சிறந்த சுழற்சி ஆகும் || கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலை வரம்பில்"
அந்த. டி.கே.பி.டி. கார்னோட் சுழற்சி எப்போதும் செயல்திறனின் குணகத்தை விட அதிகமாக இருக்கும். தன்னிச்சையான வளையம்:
h tк > h t . (3.10)

தலைப்பு 4. வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறைகள்.

>> இயற்பியல் மற்றும் வானியல் >> இயற்பியல் 10 ஆம் வகுப்பு >> இயற்பியல்: ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை சமன்பாடு

சிறந்த வாயு நிலை

இன்றைய இயற்பியல் பாடத்தை ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை சமன்பாடு என்ற தலைப்புக்கு அர்ப்பணிப்போம். இருப்பினும், முதலில், ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை போன்ற ஒரு கருத்தை புரிந்து கொள்ள முயற்சிப்போம். அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகள் போன்ற உண்மையான வாயுக்களின் துகள்கள் அவற்றின் சொந்த அளவைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் இயற்கையாகவே விண்வெளியில் சில அளவை நிரப்புகின்றன, அதன்படி அவை ஒருவருக்கொருவர் சிறிது சார்ந்து உள்ளன.

வாயு துகள்களுக்கு இடையில் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​இயற்பியல் சக்திகள் அவற்றின் இயக்கத்தைச் சுமந்து, அதன் மூலம் அவற்றின் சூழ்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. எனவே, எரிவாயு சட்டங்கள் மற்றும் அவற்றின் விளைவுகள், ஒரு விதியாக, அரிதான உண்மையான வாயுக்களுக்கு மட்டுமே மீறப்படவில்லை. அதாவது, வாயுக்களைப் பொறுத்தவரை, துகள்களுக்கு இடையிலான தூரம் வாயு துகள்களின் உள்ளார்ந்த அளவைக் கணிசமாக மீறுகிறது. கூடுதலாக, அத்தகைய துகள்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு பொதுவாக குறைவாக இருக்கும்.

எனவே, இயற்கை வளிமண்டல அழுத்தத்தில் வாயு விதிகள் தோராயமான மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இந்த அழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், சட்டங்கள் பொருந்தாது.

எனவே, இயற்பியலில் ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை போன்ற ஒரு கருத்தை கருத்தில் கொள்வது வழக்கம். இத்தகைய சூழ்நிலைகளில், துகள்கள் பொதுவாக நுண்ணிய பரிமாணங்களைக் கொண்ட சில வடிவியல் புள்ளிகளாகக் கருதப்படுகின்றன மற்றும் ஒருவருக்கொருவர் எந்த தொடர்பும் இல்லை.

மாநிலத்தின் சிறந்த வாயு சமன்பாடு

ஆனால் இந்த நுண்ணிய அளவுருக்களை இணைக்கும் மற்றும் வாயுவின் நிலையை தீர்மானிக்கும் சமன்பாடு பொதுவாக ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

அத்தகைய பூஜ்ஜிய அளவுருக்கள், இது இல்லாமல் வாயுவின் நிலையை தீர்மானிக்க இயலாது:

முதல் அளவுருவில் அழுத்தம் அடங்கும், இது சின்னத்தால் குறிக்கப்படுகிறது - பி;
இரண்டாவது அளவுரு தொகுதி -V;
மூன்றாவது அளவுரு வெப்பநிலை - டி.
எங்கள் பாடத்தின் முந்தைய பகுதியிலிருந்து, வாயுக்கள் எதிர்வினைகளாக செயல்படலாம் அல்லது இரசாயன எதிர்வினைகளில் தயாரிப்புகளாக இருக்கலாம் என்பதை நாங்கள் ஏற்கனவே அறிவோம், எனவே, சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், வாயுக்கள் ஒன்றுக்கொன்று வினைபுரிவது கடினம், இதற்காக இது அவசியம். இயல்பிலிருந்து வேறுபட்ட நிலைமைகளின் கீழ் வாயுக்களின் மோல்களின் எண்ணிக்கையை தீர்மானிக்க.

ஆனால் இந்த நோக்கங்களுக்காக அவர்கள் ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இந்த சமன்பாடு பொதுவாக Clapeyron-Mendeleev சமன்பாடு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த சூத்திரத்தில் வாயு செறிவை விவரிக்கும் அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையின் சார்புக்கான சூத்திரத்திலிருந்து ஒரு சிறந்த வாயுவுக்கான மாநிலத்தின் அத்தகைய சமன்பாட்டை எளிதாகப் பெறலாம்.

இந்த சமன்பாடு மாநிலத்தின் சிறந்த வாயு சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

n என்பது வாயுவின் மோல்களின் எண்ணிக்கை;
பி - வாயு அழுத்தம், பா;
V - வாயு அளவு, m3;
டி - முழுமையான வாயு வெப்பநிலை, கே;
ஆர் - உலகளாவிய வாயு மாறிலி 8.314 J/mol×K.

முதன்முறையாக, வாயுக்களின் அழுத்தம், அளவு மற்றும் வெப்பநிலை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை நிறுவ உதவும் ஒரு சமன்பாடு 1834 ஆம் ஆண்டில் செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க்கில் நீண்ட காலம் பணியாற்றிய புகழ்பெற்ற பிரெஞ்சு இயற்பியலாளர் பெனாய்ட் கிளாபிரோனால் பெறப்பட்டு உருவாக்கப்பட்டது. ஆனால் சிறந்த ரஷ்ய விஞ்ஞானியான டிமிட்ரி இவனோவிச் மெண்டலீவ் 1874 இல் இதை முதன்முதலில் பயன்படுத்தினார், ஆனால் அதற்கு முன்பு அவர் கிளாபிரோன் உருவாக்கிய சட்டத்துடன் அவகாட்ரோவின் சட்டத்தை இணைத்து சூத்திரத்தைப் பெற்றார்.

எனவே, வாயுக்களின் நடத்தையின் தன்மை பற்றிய முடிவுகளை எடுக்க அனுமதிக்கும் சட்டம் பொதுவாக ஐரோப்பாவில் மெண்டலீவ்-கிளாபிரோன் சட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

மேலும், வாயுவின் அளவு லிட்டரில் வெளிப்படுத்தப்படும் போது, ​​Clapeyron-Mendeleev சமன்பாடு பின்வரும் வடிவத்தைக் கொண்டிருக்கும் என்பதில் நீங்கள் கவனம் செலுத்த வேண்டும்:

இந்த தலைப்பைப் படிப்பதில் உங்களுக்கு எந்தப் பிரச்சினையும் இல்லை என்று நம்புகிறேன், இப்போது ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடு என்னவென்று உங்களுக்குத் தெரியும், அதன் உதவியுடன் நீங்கள் உண்மையான வாயுக்களின் அளவுருக்களைக் கணக்கிட முடியும் என்பது உங்களுக்குத் தெரியும். வாயுக்களின் இயற்பியல் நிலைமைகள் சாதாரண நிலைமைகளுக்கு அருகில் இருக்கும் போது.