Критикалык температурадагы материалдык өзгөрүүлөр Үч чекит
Идеалдык газ мыйзамын талкуулоодо идеалдык газ мыйзамы реалдуу газдын басымы жана тыгыздыгы өтө жогору болбогондо гана реалдуу газдын жүрүм-турумун так сүрөттөй турганы түшүндүрүлдү. Эгерде реалдуу газдын басымы жана тыгыздыгы жетиштүү чоң болсо, идеалдык газ мыйзамы так эмес натыйжаларды берет. Бул реалдуу газдын температурасы кайноо температурасына жакындаганда да туура болот.
Бул чындыгында реалдуу газ молекулаларынын ортосунда пайда болгон өз ара аракеттенүүлөргө байланыштуу. Газ басымы газдын көлөмүнө тескери пропорционалдуу. Газ басымы жетиштүү жогору болгондо, газдын көлөмү кичирейет. Газдын көлөмү кичинекей болгондуктан, газ молекулаларынын ортосундагы аралык жакындайт. Молекулалардын ортосундагы аралык жакын болгондо, молекулалар бири-бирин тартат. Бул темирдин бир бөлүгүн магнитке жакындатканга окшош. Эгерде магнит менен темирдин ортосундагы аралык жетиштүү алыс болсо, магнит темирди тарта албайт. Бирок магнит менен темирдин ортосундагы аралык жакын болсо, темир жакындайт.
Ошентип, жогорудагы сүрөттө газ молекулалары магнит жана темир сыяктуу жүрүшөт... Молекулалардын ортосундагы аралык жетиштүү жакын болгондо, молекулалар бири-бирине тартылат. Тартуучу күчтөрдүн болушу молекулалардын ортосундагы аралыктын жакындашына алып келет (газдын көлөмү кичирейет). Адатта, бул газдын басымы жетиштүү чоң болгондо болот (Жогорку басым, кичинекей көлөм. Кичине көлөм, молекулалардын ортосундагы аралык жакындайт). Ошондуктан, идеалдуу газ мыйзамы реалдуу газдын басымы жана тыгыздыгы жетиштүү чоң болгондо так натыйжаларды бербейт.
Басым жана көлөм диаграммасы
Жогорудагы маселени жакшыраак түшүнүү үчүн, газдын басымы менен көлөмүнүн ортосундагы байланышты көрсөткөн диаграмманы карап көрөлү. 1, 2, 3 жана 4 ийри сызыктар бир эле газдын ар кандай температурадагы жүрүм-турумун көрсөтөт. 1-ийриде көрсөтүлгөн газдын температурасы 2-ийриден жогору. 2-ийриде көрсөтүлгөн газдын температурасы 3-ийриден жогору. 3-ийриде көрсөтүлгөн газдын температурасы 4-ийриден жогору. Ийри сызык диаграмманын ортосундагы кыйгач сызык болуп саналат. Газдын температурасы ар дайым туруктуу бойдон калат, өзгөрүүлөр гана газдын басымы (P) жана көлөмү (V).
Идеалдуу газ мыйзамына ылайык, 1ден башталган сызык 1ден аякташы керек. Ошо сыяктуу эле, 2ден башталган сызык 2ден аякташы керек. Реалдуу газдар башынан өткөргөн чындык идеалдуу газ мыйзамынын божомолдоруна дал келбейт. Газ басымы жетиштүү жогору болгондо, газдын көлөмү кичирейип, идеалдуу газ мыйзамынын божомолдорунан четтейт (1 жана 2 ийри сызыктарды салыштырыңыз). Газдын көлөмүндөгү четтөөнүн чоңдугу температурага да көз каранды. Эгерде газдын температурасы төмөн жана кайноо температурасы деп да белгилүү болгон эрүү температурасына (b чекити) жакын болсо, анда газ, адатта, температура жогору болгонго салыштырмалуу көлөмдө чоңураак четтөөнү башынан өткөрөт (1, 2, 3 жана 4 ийри сызыктарды салыштырыңыз). Буга мурда түшүндүрүлгөндөй, газ молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчтөрү таасир этет.
Жогорудагы диаграммадагы 3-ийри сызык заттын критикалык температурадагы жүрүм-турумун көрсөтөт. 3-ийри сызык өткөн с чекити критикалык чекит деп аталат. Критикалык температурадан жогору температурада, өтө жогорку басым колдонулса да, газ суюктукка айлана албайт (2 жана 1-ийри сызыктар менен салыштырыңыз). Колдонулган басым газдын көлөмүн гана азайтат, бирок аны суюктукка айландыра албайт. Тескерисинче, критикалык температурадан төмөн температурада, белгилүү бир басым колдонулса, газ суюктукка айланат (3-ийри сызык менен салыштырыңыз). Критикалык температурада газды суюктукка айландыра турган басымдын көлөмү критикалык басым деп аталат. Ар бир заттын ар кандай критикалык температурасы жана критикалык басымы бар.
Жогорудагы диаграммадагы 4-ийри сызык газ абалынан суюктукка өтүү процессин көрсөтөт. Көлөкөлүү аймак (тоого окшош) - бул газ жана суюк фазалар тең салмактуулукта болгон аймак. Башында газдын көлөмү бир топ чоң болот. Газдын басымы жогорулагандан кийин, газдын көлөмү b чекитине жеткенге чейин кичирейет (b чекити - эрүү температурасы, кайноо температурасы деп да аталат). Ал b чекитине жеткенде, газ суюктукка айлана баштайт. Газдан суюктукка өтүү процессинде (b чекитинен a чекитине чейин), басымдын жогорулашы болбосо да (түз сызык менен белгиленген), заттын көлөмү кичирейет. a чекитинде бардык газ суюктукка айланган. a чекитине жеткенден кийин, затка басымдын жогорулашы көлөмдүн өтө кичинекей өзгөрүшүнө гана алып келет (ийри сызыктын өтө тик формасы менен белгиленген).
Күнүмдүк жашоодо биз көп учурда буу жана газ деген терминдерди колдонобуз. Мисалы, суу буусу же азот газы. Суу буусу чындыгында суунун газ түрүндө болгонуна карабастан, биз суу буусун дээрлик эч качан суу газы деп атабайбыз. Азот, кычкылтек ж.б. үчүн да ушул эле нерсе. Азот же кычкылтек көбүнчө газдар деп аталат. Газ жана буу ар кандай мааниге ээ. Эгерде заттын газ абалы заттын критикалык температурасынан төмөн болсо , анда биз аны буу деп атайбыз. Тескерисинче, эгерде заттын газ абалы заттын критикалык температурасынан жогору болсо, анда биз аны газ деп атайбыз.
Басым жана температура диаграммасы (фаза диаграммасы)
Буга чейин биз заттардын жүрүм-турумун Басымга жана көлөмгө карата диаграмма аркылуу түшүндүргөнбүз. PV диаграммасын колдонуудан тышкары, заттардын жүрүм-турумун Басым (P)га жана Температурага карата (T) диаграммасы аркылуу түшүндүрүүгө болот. PT диаграммасы көбүнчө фазалык диаграмма деп аталат. Ал фазалык диаграмма деп аталат, анткени ал заттын фазаларын же абалдарын салыштыруу үчүн колдонулат. Көп учурда абалы өзгөргөн бир зат - бул суу.
Диаграммада үч ийри сызык бар, атап айтканда, буулануу ийри сызыгы, эрүү ийри сызыгы жана сублимация ийри сызыгы.
Буулануу ийри сызыгы суюктук менен буу тең салмактуулукта турган чекиттерди көрсөтөт. Суюктук менен буу тең салмактуулукта турган чекит эрүү температурасы же кайноо температурасы деп аталат (Ал эрүү температурасы деп аталат, анткени бул учурда буу эрип, сууга айлана алат. Ал кайноо температурасы деп аталат, анткени бул учурда суу кайнап, бууга айлана алат). Ошентип, буулануу ийри сызыгы чындыгында басым (P) менен кайноо температурасынын/эрүү температурасынын ортосундагы байланышты көрсөткөн график болуп саналат. Басым канчалык кичине болсо, суунун кайноо температурасы ошончолук төмөн же басым канчалык чоң болсо, суунун кайноо температурасы ошончолук жогору болот окшойт. 1 атм басымда суунун кайноо температурасы = 100 ° C. Тескерисинче, 218 атм басымда суунун кайноо температурасы = 374 ° C.
218 атм басым суунун критикалык басымы деп да аталат, ал эми 374 ° C температура суунун критикалык температурасы деп да аталат. Эгерде буу температурасы 374 ° C төмөн болсо, анда 374 ° C басым берилсе, буу суюктукка айлана алат . Эгерде температура 218 ° C жогору болсо, эч кандай басым бууну суюктукка айландыра албайт.
Эрүү ийри сызыгы суюк жана катуу абалдардын тең салмактуулукта болгон чекиттерин көрсөтөт. Суюк жана катуу абалдардын тең салмактуулукта болгон чекити эрүү температурасы же тоңуу температурасы деп аталат (Ал эрүү температурасы деп аталат, анткени бул учурда муз эрип, сууга айлана алат. Ал тоңуу температурасы деп аталат, анткени бул учурда суу тоңуп, музга айлана алат). Ошентип, эрүү ийри сызыгы чындыгында басым (P) менен эрүү температурасынын же тоңуу температурасынын ортосундагы байланышты көрсөткөн график болуп саналат. 1 атм басымда суунун тоңуу температурасы (же муздун эрүү температурасы) = 0 oC. Тескерисинче, 218 атм басымда суунун тоңуу температурасы (же муздун эрүү температурасы) 0дөн аз болот. oC. 1 атм басымда, эгерде температура 0 ортосунда болсо, суу суюк абалда экенин эске алыңыз. o100ден С oC. Эгерде 1 атм басымда температура 0дөн төмөн болсо, суу катуу абалда болот oЭгерде 1 атм басымда температура 100 градустан жогору болсо, анда суу буу түрүндө болот. oC.
Сублимация ийри сызыгы катуу зат менен буу тең салмактуулукта болгон чекиттерди көрсөтөт. Катуу зат менен буу тең салмактуулукта болгон чекит сублимация чекити деп аталат. Ошентип, сублимация ийри сызыгы чындыгында басым (P) менен сублимация чекитинин температурасынын ортосундагы байланышты көрсөткөн график болуп саналат... Сублимация - бул катуу абалды суюк абалдан өтпөстөн бууга айландыруу процесси... Адатта сублимация төмөнкү басымда гана болот. Муз температура 0,01 ° Cден төмөн жана басым 0,006 атмдан төмөн болгондо гана сублимациялана алат. Үч ийри сызык кесилишкен чекит үч чекит деп аталат.
Төмөндө көмүр кычкыл газынын фазалык диаграммасы келтирилген. Суу фазасынын диаграммасындагы жана көмүр кычкыл газынын фазалык диаграммасындагы масштабдар сызыктуу эмес экенин эске алыңыз.
