Тақырыбы: Менделеев – Клайперон теңдеуі
Мақсаты: а) идеал газ күйінің теңдеуін, изопроцестерді түсіндіру
ә) білімдерін көтеру, дүниетанымдарын көтеру, пәнге
қызығушылықтарын арттыру
б) отансүйгіштікке, адамгершілікке, кішіпейілділікке
баулу
Түрі: жаңа материалды меңгерту
Көрнекілігі: слайдтар
Барысы:
1. ұйымдастыру кезеңі
2. үй тапсырмасын сұрау
3. үй тапсырмасын қорытындылау
4. жаңа материалды түсіндіру
5. жаңа материалды бекіту
6. сабақты қорытындылау
7. үйге тапсырма беру
8. оқушыларды бағалау
Газдың қандай күйде тұрғанын білу үшін оның термодинамикалық параметрлерін білу қажет. Термопараметрлердің біреуінің өзгерісі оның басқа параметрлерінің өзгеруіне әкеп соғады. Термодинамикалық параметрлерді байланыстыратын теңдеу идеал газ күйінің теңдеуі деп аталады. Осы теңдеуді МКТ-ның негізгі теңдеуін пайдалана отырып, қорытып шығарайық.
Бізге p=nkT екені белгілі. Газ молекулаларының концентрациясын n=N/V ескеріп, p=NkT/V аламыз. Осыдан pV=NkT шығады. Газ молекулаларының санын газдың зат мөлшері арқылы табамыз: N=vNA=mNA/M. Осыны ескерсек, pV=mNAkT/M.
Екі тұрақты санның – Авогадро саны мен Больцман тұрақтысының көбейтіндісінің өз тұрақты шама. Оны универсал газ тұрақтысы деп атайды:
R=kNA
R=1,38*10-23Дж/К*6,02*10231/моль=8,31 Дж/К*моль
Универсал газ тұрақтысы дегеніміз – заттың 1 молінің температурасын 1 К-ге арттыру үшін оған қанша жылу мөлшерін беру қажет екенін көрсететін физикалық шама.
Осы айтылғандарды ескерсек, онда идеал газ үшін мына теңдеу орындалады:
pV=mRT/M
Бұл идеал газ күйінің теңдеу немесе Менделеев теңдеуі деп аталады.
pV/T=const
Б. П. Клайперон газ күйінің теңдеуін осы түрде алған болатын. Осы екі теңдеуді Менделеев – Клайперон теңдеуі деп атайды.
Макроскопиялық параметрлердің біреуі өзгермеген кезде өтетін процестер изопроцестер деп аталады.
Тұрақты температура кезінде өтетін процесс изотермалық, ал тұрақты қысым кезінде өтетін процесс – изобаралық, егер көлем тұрақты болса, онда изохоралық деп аталады.
Тұрақты температура кезінде газдың берілген массасы үшін оның қысымының газ алып тұрған көлемге көбе»тіндісі тұрақты шамаға тең болады яғни
T=const, онда pV=const
Бұл заң Бойль-Мариотт заңы деп аталады.
Бойль-Мариотт заңы бойынша газдың берілген массасының қысымы изотермалық процесс кезінде көлемге кері тәуелді. Осы тәуелділікті график түрінде pV координата жүйесінде көрсетсек, онда изотерма деп аталатын қисық шығады.
Француз физигі Гей – Люссак 1802 жылы тәжірибе жүзінде тұрақты қысымда газдың берілген массасы көлемнің температураға сызықты тәуелді болатынын тағайындады, яғни
V1/V2=T1/T2
Бұл заң Гей-Люссак заңы деп аталады.
Идеал газ көлемінің температураға тәуелділігі изобаралық процесс кезінде сызықты болатындықтан, бұл процестің V T координаталарындағы графигі изобара деп аталатын түзуді береді.
Тұрақты көлемде берілген газ массасының қысымы оның температурасына тура пропорционал болады, яғни
p1/p2=T1/T2
Бұл – Шарль заңы.
Изохоралық процесс кезіндегі газ қысымы мен температурасының арасындағы тәуелділік сызықты болып табылады. pT координаталарында бұл түзу изохора деп аталады.
Осы үш заңмен қатар тағы да маңызды екі заңды атап өту керек. Оларды италиялық физик А. Авогадро және ағылшын физигі әрі химигі Д. Дальтон ашты.
А. Авогадро 1811 жылы мынадай болжам айтты: бірдей қысым мен температурада газдың бірдей көлемдеріндегі молекулалар саны тең. Физиканың даму барысында бұл гипотеза дәлелденді.
Өмірде біз таза газды емес, газ қоспасын кездестіреміз. Дальтон осындай газ қоспасының қысымын анықтауды мақсат етті. Бұл үшін ол парциал (үлестік) қысым деген жаңа ұғым енгізді. Үлестік қысым деп газ қоспасының әрбір газы осы көлемді жалғыз өзі алатын кездегі қысымды айтады. Дальтон газ қоспасының қысымы осы қоспаға кіретін барлық газдардың үлестік қысымдарының қосындысына тең болатынын тағайындады, яғни
p=p1+p2+ … + pn
Бұл – Дальтон заңы. Дальтон заңы бойынша қоспаның құрамына кіретін газдардың мольдік массасын анықтауға болады.
Бекіту сұрақтары:
1. қандай теңдеу идеал газ күйінің теңдеуі деп аталады?
2. қандай процестер изопроцестер деп аталады?
3. изотермалық процесске анықтама беріңдер.
4. изобаралық процеске анықтама беріңдер.
5. изохоралық процеске анықтама беріңдер.
6. Авогадро заңының мәні неде?
7. Дальтон заңын тұжырымдаңдар.
Үйге: 4.6 – параграфты оқып келу.
