საშუალო სკოლის ფიზიკა

ბოილის კანონი, ჩარლზის კანონი და ჯ. ლუსაკის კანონი

ბოილის კანონი

რობერტ ბოილმა (1627–1691) ჩაატარა ექსპერიმენტები გაზის წნევასა და მოცულობას შორის რაოდენობრივი ურთიერთობის გამოსაკვლევად. ეს ექსპერიმენტი მოიცავდა გაზის კონკრეტული რაოდენობის დახურულ კონტეინერში მოთავსებას. საკმაოდ კარგი მიახლოებით, მან აღმოაჩინა, რომ თუ გაზის ტემპერატურა მუდმივია, მაშინ წნევის მატებასთან ერთად, გაზის მოცულობა მცირდება. პირიქით, წნევის კლებასთან ერთად, გაზის მოცულობა იზრდება. გაზის წნევა უკუპროპორციულია გაზის მოცულობისა. ეს დამოკიდებულება ცნობილია, როგორც ბოილის კანონი . მათემატიკურად:

წაიკითხე მეტი

გაზების კინეტიკური თეორია ამტკიცებს, რომ ყველა ნივთიერება შედგება ატომების ან მოლეკულებისგან და ეს ატომები ან მოლეკულები უწყვეტ, შემთხვევით მოძრაობაში არიან. კინეტიკური თეორიის ეს ჰიპოთეზა შეესაბამება აირის შემადგენელი ატომების ან მოლეკულების სიტუაციასა და პირობებს. აირის შემადგენელ ატომებს ან მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალები ძალიან სუსტია, რაც ატომებს ან მოლეკულებს თავისუფლად გადაადგილების საშუალებას აძლევს.

მოძრაობისას ატომებს ან მოლეკულებს აქვთ სიჩქარე. ატომებს ან მოლეკულებს ასევე აქვთ მასა. რადგან მათ აქვთ მასა (m) და სიჩქარე (v), ატომებს ან მოლეკულებს აქვთ კინეტიკური ენერგია (EK) და იმპულსი (p). კინეტიკური ენერგია : EK = 1⁄2 mv ^2. ხოლო იმპულსი : p = mv. კინეტიკური ენერგიისა და იმპულსის გარდა, არსებობს ძალაც (F). თავისუფლად მოძრაობისას შეჯახებები გარდაუვალია. ამგვარად, ძალა წარმოიქმნება შეჯახების დროს იმპულსის ცვლილების გამო. კიდევ ერთხელ გავიხსენოთ იმპულსისა და იმპულსის შესახებ დისკუსია. კინეტიკური ენერგია, იმპულსი და იმპულსური ძალა ჩვენი განხილვის ბირთვია დინამიკის მასალაში (ნიუტონის კანონები, იმპულსი და იმპულსი). შეგვიძლია ვთქვათ, რომ აირების კინეტიკური თეორია რეალურად იყენებს დინამიკის მეცნიერებას ატომების ან მოლეკულების დონეზე, რომლებიც ქმნიან აირისებრ ნივთიერებებს.

წაიკითხე მეტი

გაზის საშუალო კინეტიკური ენერგია

წნევის გარდა, ერთ-ერთი სიდიდე, რომელიც მიუთითებს გაზის მაკროსკოპულ თვისებებზე, არის ტემპერატურა (T). გაზის წნევის განტოლება, რომელიც მიღებულია გაზების კინეტიკური თეორიის თემაში, კვლავ ასე იწერება:

იდეალური გაზის კანონის თემაში მიღებული იდეალური გაზის კანონის განტოლება კვლავ ასე იწერება:

წაიკითხე მეტი

დედამიწის პლანეტის ატმოსფეროში არ არის თავისუფალი ჰელიუმი და წყალბადი. არის მხოლოდ აზოტი (78%), ჟანგბადი (21%), არგონი (0,90%), ნახშირორჟანგი და ა.შ. ვენერას ატმოსფერო თითქმის მთლიანად ნახშირორჟანგისგან (CO2) შედგება _. იუპიტერის ატმოსფეროში ბევრი თავისუფალი ჰელიუმი და წყალბადია. მთვარეს ატმოსფერო არ აქვს. რატომ არის თითოეული პლანეტის ატმოსფეროს ტიპი განსხვავებული? რატომ არ არის თავისუფალი ჰელიუმი და წყალბადი დედამიწის ატმოსფეროში?

საშუალო კვადრატული სიჩქარე

საშუალო კვადრატული სიჩქარის ფესვი = საშუალო კვადრატული ფესვი = v _{rms . v rms} განტოლების მიღება შეგვიძლია ტემპერატურისა და კინეტიკური ენერგიის განტოლებების ტრანსლაციურ განტოლებებად გადაქცევით.

წაიკითხე მეტი

ენერგიის თანასწორი განაწილების თეორემა თეორიულად გამოიტანა კლერკ მაქსველმა სტატისტიკური მექანიკის გამოყენებით. მას თეორემა ეწოდება, რადგან მას ექსპერიმენტული დამტკიცება არ გააჩნია. ენერგიის თანასწორი განაწილება ნიშნავს ენერგიის თანაბარ განაწილებას.

ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგია მიიღება ტრანსლაციური მოძრაობიდან, რომელსაც აქვს სიჩქარის სამი კომპონენტი: x ღერძი, y ღერძი და z ღერძი. სიჩქარის ამ სამი კომპონენტის გამო ჩნდება რიცხვი 3 ზემოთ მოცემულ განტოლებაში. სიჩქარის თითოეულ კომპონენტს თავისუფლების ხარისხი ეწოდება. რადგან სიჩქარის სამი კომპონენტი არსებობს, ტრანსლაციურ კინეტიკურ ენერგიას თავისუფლების სამი ხარისხი აქვს.

წაიკითხე მეტი

თუ კარგად დავაკვირდებით, თავიდან წვის შედეგად გამოყოფილი კვამლი მაინც ჩანს. გარკვეული დროის შემდეგ კვამლი უხილავი ხდება. ოდესმე გამოგიყენებიათ სუნამო? მაშინაც კი, თუ თქვენს ოთახში სუნამოს შეასხურებთ, სახლის გარეთ მყოფებს მაინც შეუძლიათ მისი სურნელის შეგრძნება. ანალოგიურად, თუ თქვენი დედა სამზარეულოში გემრიელ და მადისაღმძვრელ კერძს მოამზადებს, მეზობლების სახლებიდანაც იგრძნობა ეს არომატი. რატომ ხდება ასე?

დიფუზიის გაგება

არსებობს სხვა მრავალი მაგალითიც. თუ მელანის ან საკვების საღებავის რამდენიმე წვეთს ჩაასხამთ სუფთა წყლით სავსე ჭიქაში, მელანი ან საკვების საღებავი თანაბრად განაწილდება მთელ წყალში. ეს ავტომატურად ხდება. წინა მაგალითები დიფუზიის მოვლენებია, რომლებიც ხშირად გვხვდება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. დიფუზია არის ნივთიერების მოლეკულების მაღალი კონცენტრაციის არეალიდან დაბალი კონცენტრაციის არეალში გადაადგილების პროცესი. კონცენტრაცია გულისხმობს ნივთიერების მოლეკულების/მოლების რაოდენობას მოცულობაში. მაღალი კონცენტრაციის ადგილი არის ადგილი, სადაც ნივთიერების მრავალი მოლეკულაა მოცულობაში. პირიქით, დაბალი კონცენტრაციის ადგილი არის ადგილი, სადაც მოლეკულების რაოდენობა მოცულობაში ცოტაა.

წაიკითხე მეტი

ტენიანობა ჰაერში წყლის ორთქლის რაოდენობას გულისხმობს. წვიმის დროს ჰაერი ძალიან ნოტიოა, რადგან ის დიდი რაოდენობით წყლის ორთქლს შეიცავს. პირიქით, თუ ჰაერი ძალიან ცოტა ან საერთოდ არ შეიცავს წყლის ორთქლს, ჰაერი ძალიან მშრალია. ჰაერში წყლის ორთქლის რაოდენობა ფარდობითი ტენიანობით გამოიხატება.

ფარდობითი ტენიანობა არის ორთქლის ნაწილობრივი წნევის თანაფარდობა წყლის გაჯერებული ორთქლის წნევასთან გარკვეულ ტემპერატურაზე (ორთქლში აქ წყლის ორთქლს ვგულისხმობთ). ფარდობითი ტენიანობა გამოიხატება პროცენტულად, რომელიც მათემატიკურად შემდეგნაირად არის ფორმულირებული:

წაიკითხე მეტი

ელექტრული წრედის პრობლემების 15 მაგალითი

1. შეხედეთ სურათს!

თუ R1 ₌ 6 Ω, R2 ₌ R3 ₌ 2 Ω და პოტენციალთა სხვაობა 14 ვოლტია, მაშინ გამავალი დენის სიდიდეა...

ა. 7 ა

ბ. 6 ა

გ. 2 ა

დ. 1 ა

დისკუსია

წაიკითხე მეტი

დუღილის განმარტება

დუღილი არის თხევადი მდგომარეობის აირად მდგომარეობაში გადაყვანის პროცესი. დუღილი ხდება მაშინ, როდესაც გაჯერებული ორთქლის წნევა უდრის გარე ჰაერის წნევას (გარე ჰაერის წნევა = ატმოსფერული წნევა). ამ შემთხვევაში ჩვენ მხოლოდ მდუღარე წყალს განვიხილავთ. წყლის გაჯერებული ორთქლის წნევა პირდაპირპროპორციულია წყლის ტემპერატურისა, რაც უფრო მაღალია წყლის ტემპერატურა, მით უფრო მაღალია წყლის გაჯერებული ორთქლის წნევა. როდესაც წყალს ვაცხელებთ, კონტეინერის ძირში, როგორც წესი, პატარა ბუშტები ჩნდება. ბუშტების არსებობა მიუთითებს თხევადიდან აირად მდგომარეობაში გადასვლაზე. თუ ბუშტში გაჯერებული ორთქლის წნევა ნაკლებია გარე ჰაერის წნევაზე, ბუშტი შეიკუმშება და დაიშალება ზედაპირზე მოსვლამდე. ბუშტი იშალება, რადგან გარე ჰაერის ბიძგის ძალა მეტია ბუშტში არსებული ორთქლის ბიძგის ძალაზე. გარე ჰაერის წნევა მეტია ბუშტში არსებული ორთქლის წნევაზე, ამიტომ გარე ჰაერს უფრო დიდი ძალა აქვს (P = F/A).

წაიკითხე მეტი

კინეტიკური თეორია

აორთქლების პროცესის ახსნა კინეტიკური თეორიის გამოყენებით შეიძლება. აირის მოლეკულების მსგავსად, წყლის მოლეკულებიც მოძრაობენ. განსხვავება ისაა, რომ წყლის მოლეკულებს არ შეუძლიათ ერთმანეთისგან განცალკევება, რადგან მათ შორის მიზიდულობის ძალები კვლავ ახერხებენ მათ ერთად შეკავებას. ამის საპირისპიროდ, აირის მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალები ძალიან სუსტია, ამიტომ აირის მოლეკულებს არ შეუძლიათ ერთმანეთთან შეწებება. მოძრაობისას წყლის მოლეკულებს აქვთ სიჩქარე. ზოგიერთ წყლის მოლეკულას აქვს მაღალი სიჩქარე, ზოგს კი დაბალი. წყლის მოლეკულების სიჩქარის განაწილება მაქსველის განაწილებას წააგავს.

წაიკითხე მეტი