Aragtida kinetic-ga waxay sheegaysaa in walax kastaa ay ka kooban tahay atom ama molecules iyo in atamka ama molecules-ku ay si joogto ah u socdaan si taxaddar la'aan ah. Male-awaalkan aragtida kinetic-ga wuxuu la mid yahay xaaladda iyo xaaladda atamka ama molecule-ka ee qaybta gaaska. Xoogga soo jiidashada u dhaxaysa atamka ama molecules-ka sameeya gaaska waa mid daciif ah si atamka ama molecules-ku ay si xor ah u dhaqaaqaan.
Marka ay dhaqaaqayaan, atamka ama molecules-ku waxay leeyihiin xawaare. Atamyada ama molecules-ku waxay sidoo kale leeyihiin cuf. Maadaama ay leedahay cuf (m) iyo xawaare (v), markaa atamka ama molecule-ku waxay leeyihiin tamar kinetic (KE) iyo mowjad (p). Tamar kinetic ah: KE = 1/2 mv 2. Iyadoo mowjad: p = m v. Marka lagu daro tamarta kinetic-ga iyo mowjad, waxaa sidoo kale jira xoog (F). Marka si xor ah loo socdo, isku dhacyadu waa inay dhacaan. Markaa, xooggu wuu kordhaa sababtoo ah isbeddellada mowjad marka isku dhac dhaco. Tamar kinetic ah, mowjad, iyo xoogagga kicinta ayaa ah xudunta dooddeenna ku saabsan dhaqdhaqaaqa (sharciyada dhaqdhaqaaqa, kicinta, iyo dhaqdhaqaaqa). Waxaan dhihi karnaa in aragtida kinetic-ga ee gaasaska ay khuseyso dhaqdhaqaaqa heerka atomka ama molecular-ka.
Fikradda Gaaska ee Ku Habboon (oo ku salaysan sifooyinka macroscopic ee gaaska)
Marka laga hadlayo shuruucda gaaska, waxaa lagu sharraxay saddex tiro oo sheegaya dabeecadda macroscopic-ga ee gaaska dhabta ah. Saddexda tiro ee su'aasha laga qabo waa Heerkulka (T), Mugga (V) iyo cadaadiska (P). Xiriirka ka dhexeeya saddexdan tiro ee macroscopic-ga ah waxaa lagu sheegay Sharciga Boyle, sharciga Charles, iyo sharciga Gay Lussac. Fadlan ogow in saddexdan sharci ay khuseeyaan oo keliya gaaska dhabta ah ee leh cadaadis iyo cufnaan (cufnaanta = cufnaanta/mugga) oo aan aad u weynayn. Saddexdan sharci waxay sidoo kale khuseeyaan oo keliya gaaska dhabta ah ee heerkulkiisu aanu u dhowayn barta karkarinta.
Sharciga Boyle, sharciga Charles, iyo sharciga Gay-Lussac kuma khuseeyaan dhammaan xaaladaha gaaska dhabta ah si aan u samayno qaab gaas oo ku habboon. Gaaska ku habboon ma jiro nolol maalmeedka; gaaska ku habboon waa qaabka ugu habboon ee loo sameeyay si uu u caawiyo falanqaynteena, sida jidhka adag iyo dareeraha ku habboon. Markaa, waxaan u aragnaa sharciga Boyle, sharciga Charles iyo sharciga Gay-Lussac inay khuseeyaan dhammaan xaaladaha gaaska ku habboon. Jiritaanka qaabka gaaska ku habboon wuxuu naga caawinayaa inaan dib u eegno xiriirka ka dhexeeya tirada gaaska ee macroscopic-ga ah.
Sharciga gaaska ee ugu habboon waxaa lagu muujiyaa laba isle'eg, PV = nRT (sharciga gaaska ee ugu habboon tirada moles) iyo PV = NkT (sharciga gaaska ee ugu habboon tirada moles). Waxaan u qaadaneynaa in gaaska ugu habboon uu buuxiyo labadan isle'eg. Si kale haddii loo dhigo, sharciga gaaska ee ugu habboon wuxuu khuseeyaa dhammaan xaaladaha gaaska ee ugu habboon, ha ahaato cadaadiska gaaska ee ugu habboon ama cufnaanta uu weyn yahay ama marka heerkulka gaaska ee ugu habboon uu soo dhawaado barta karkaraya. Taas bedelkeeda, sharciga gaaska ee ugu habboon ma khuseeyo dhammaan xaaladaha gaaska dhabta ah. Sharciga gaaska ee ugu habboon wuxuu khuseeyaa oo keliya marka cadaadiska iyo cufnaanta gaaska dhabta ahi aanu aad u weynayn. Sharciga gaaska ee ugu habboon wuxuu sidoo kale khuseeyaa oo keliya marka heerkulka gaaska dhabta ahi aanu u dhowayn barta karkaraya. Iyada oo lagu saleynayo sharraxaaddan kooban, waxaan dhihi karnaa gaaska dhabta ah wuxuu leeyahay sifooyin la mid ah gaaska ku habboon oo keliya marka cufnaanta dhabta ah,
cadaadiska gaaskuna aad uma badna marka heerkulka gaaska dhabta ahi aanu u dhowayn barta karkarinta.
Fikradda gaaska ku habboon ee kor lagu sharraxay waxaa dib loo eegay iyadoo lagu saleynayo sifooyinka guud ee macroscopic-ga. In kasta oo gaaska ku habboon uu yahay oo keliya qaab ku habboon, haddana gaaska ku habboon waxaa weli loo arkaa gaas ka kooban atomyo ama molecules si xor ah u dhaqaaqa. Sidaa darteed, way fiicnaan lahayd haddii aan sidoo kale ka wada hadalno fikradda gaaska ku habboon aragti yar.
Fikradda Gaaska ee Ku Habboon (oo ku salaysan sifooyinka yar yar ee gaaska)
Kuwa soo socda waa sharraxaad kooban oo qeexaya xaaladaha yar yar ee gaaska ku habboon, kuwaas oo ku salaysan Aragtida Gas Kinetic Theory:
1. Gaaska ugu habboon wuxuu ka kooban yahay walxo, oo loo yaqaan molecules. Molecules-ka gaaska ugu habboon waxaa ku jiri kara hal atom ama dhowr atom. Molecule kasta wuxuu leeyahay cuf (m) wuxuuna si aan kala sooc lahayn ugu dhaqaaqaa jiho kasta heer gaar ah (v).
2. Masaafada u dhaxaysa molecule kasta waxay ka sarraysaa dhexroorka molecule kasta.
3. Molekuladani waxay u hoggaansamaan sharciyada dhaqdhaqaaqa waxayna is dhexgalaan marka isku dhacyadu dhacaan.
4. Isku dhaca u dhexeeya molecules-ka iyo molecules-ka ama u dhexeeya molecules-ka leh darbiga weelka ayaa ah isku dhaca ugu habboon, isku dhac kastana wuxuu dhacaa waqti kooban.
Isku dhaca qumman, sharciga ilaalinta tamarta ayaa khuseeya (tamarta ka hor isku dhaca = tamarta ka dib isku dhaca) iyo sharciga ilaalinta dhaqdhaqaaqa (dhaqdhaqaaqa ka hor isku dhaca = dhaqdhaqaaqa ka dib isku dhaca).
Dib u eegista isku dhaca kacsiga ee aragtida kinetic ee gaasaska
Dib u eeg xiriirka tirada ee u dhexeeya tirada macroscopic-ga iyo tirada mikroskoobka ee gaaska. Tirada sheegaysa dabeecadda macroscopic-ga ee gaaska waa heerkulka (T), mugga (V) iyo cadaadiska (P). Halka tirada sheegaysa dabeecadda mikroskoobka ee gaaska ay yihiin xawaaraha ama xawaaraha (v), dhaqdhaqaaqa (p), xoogga (F) iyo tamarta kinetic-ga (EK) ee atomyada ama molecules-ka sameeya gaaska.
Waxaan dib u eegaynaa qaar ka mid ah molecules-ka gaaska ee ku jira weel xiran. Dhererka dhinaca ee sanduuqa = l iyo aagga isgoyska = A.
Molekulada waxay leeyihiin cuf (m) marka ay dhaqaaqayaan, molekulada waxay leeyihiin xawaare (v). Maadaama weelku xiran yahay, waxaa dhici karta inay isku dhacaan molekulada iyo derbiga marinka oo leh bedka dusha sare ee A.
Si loo fududeeyo falanqaynta, waxaan kaliya ka hadlaynaa isku dhaca ka dhaca derbiga bidix (derbiga barbar socda dhidibka z). Marka hore, waxaan ka wada hadlaynaa isku dhacyada ay la kulmaan hal molecule. Ugu yeer molecule 1. Cufnaanta molecular = m1 iyo xawaaraha dhaqdhaqaaqa = v1. Jihada dhaqdhaqaaqa bidix waxaa loo dejiyay inay noqoto mid taban, halka jihada dhaqdhaqaaqa midigna loo dejiyay inay noqoto mid togan.
Waxaan u qaadan karnaa in ka hor inta aan la isku dhicin derbiga weelka, dhaqdhaqaaqa molecular-ka uu barbar socdo dhidibka x iyo jihada dhaqdhaqaaqa ee bidixda. Sidaa darteed, waxaa jira qayb ka mid ah xawaaraha dhidibka x kaas oo ah taban (-v).1xSababtoo ah waxay leedahay cuf (m1) iyo xawaaraha (-v1x), molecule-ku wuxuu leeyahay dhaqdhaqaaq (p1 = -m1 v1x). Kani waa dhaqdhaqaaqa bilowga ah. Marka ay isku dhacaan derbi, molecule-ku wuxuu bixiyaa awood ficil ah oo ku taal derbiga. Maadaama uu jiro awood ficil ah, derbigu wuxuu bixiyaa awood falcelin ah. Xoogga falcelinta ee ka imanaya derbiga wuxuu sababaa in molecule-ku uu ka muuqdo dhanka midig. Sababtoo ah jihada dhaqdhaqaaqa ee dhanka midig, qaybta xawaaraha molecule-gu waa mid togan (v1xDhaqdhaqaaqa molecular-ka ka dib shilka waa p2 = m1 v1xKani waa daqiiqaddii ugu dambeysay.
Baaxadda isbeddelka xawaaraha ee ka dhasha isku dhacyada waa:
Wadarta dhaqdhaqaaqa = dhaqdhaqaaqa ugu dambeeya - dhaqdhaqaaqa bilowga ah
Wadarta p = p 2 – p 1
Wadarta p = m 1 v 1x – (-m 1 v 1x )
Wadarta p = 2m 1 v 1x
2m 1 v 1x = wadarta dhaqdhaqaaqa hal isku dhac. Maadaama isku dhaca molecular-ku uu yahay isku dhaca ugu fiican, isku dhacyadu ma dhacaan hal mar oo keliya, laakiin si isdaba joog ah. Isku dhaca ugu fiican, sharciga ilaalinta tamarta iyo sharciga ilaalinta dhaqdhaqaaqa ayaa khuseeya. Tamarta iyo dhaqdhaqaaqa ka hor isku dhaca = tamarta iyo dhaqdhaqaaqa ka dib isku dhaca. Sidaa darteed, molecule-ku waligiis ma joojin doono dhaqdhaqaaqa (tamar aan dhammaad lahayn). Xawaaraha molecular-ku sidoo kale waligiis ma yaraado (wuxuu sii wadaa socodka).
Ka dib marka uu la kulmo derbiga bidix, molecule-ku wuxuu u dhaqaaqaa dhanka midig ilaa uu ku dhaco derbiga midig. Ka dib marka uu la kulmo derbiga midig, molecule-ku wuxuu dib ugu soo noqdaa dhanka bidix wuxuuna mar kale ku dhacaa derbiga bidix. Sababtoo ah dhererka dhinaca sanduuqa = l, ka dib marka uu la kulmo derbiga bidix markii ugu horreysay, molecule-ku wuxuu socon doonaa masaafo dhan 2l ka hor inta uusan la kulmin derbiga bidix mar labaad. Marka uu u socdo ilaa 2l, molecules-ku waa inay u baahan yihiin waqti go'an ( Δt ). Tirada muddada u dhaxaysa ( Δt ) ee molecule-ku u baahan yahay inuu u dhaqaaqo ilaa 2l, waa xisaab:
Δt waa muddada u dhaxaysa isku dhac kasta. Marka ay isku dhacaan derbi, molecule-ku wuxuu bixiyaa xoog ficil ah oo ku yaal derbiga. Sababtoo ah xoogga ficilka, derbigu wuxuu bixiyaa xoog falcelin ah. Jiritaanka xoogga falgalkan wuxuu ka dhigayaa molecule-ku inuu mar kale u dhaqaaqo dhanka midig. Xaaladdan oo kale, jihada dhaqdhaqaaqa molecule-ku way isbeddeshaa. Marka hore, molecule-ku wuxuu u dhaqaaqaa dhanka bidix (-v1x), ka dib marka uu isku dhaco derbiga, molecule-ku wuxuu u dhaqaaqaa dhanka midig (v 1x ). Isbeddellada jihada dhaqdhaqaaqa waxay keenaan isbeddello ku yimaada dhaqdhaqaaqa (dhaqdhaqaaqa kama dambaysta ah - dhaqdhaqaaqa bilowga ah = m 1 v 1x – (-m 1 v 1x ) = 2m 1 v 1x ). Waxaan dhihi karnaa isbeddelka dhaqdhaqaaqa wuxuu dhacaa sababtoo ah xoogga guud waxaa bixiya derbiga. Tirada guud ee xoogga uu bixiyo derbigu, xisaab ahaan:
Sanduuqa kore, hal molecule oo keliya ayaa lagu sharraxay. Tani macnaheedu maaha in hal molecule oo gaas ah uu ku jiro sanduuqa. Dhab ahaantii, waxaa jira molecules gaas badan. Tirada guud ee xoogga dhammaan molecules gaaska ee sanduuqa ku jira, xisaab ahaan:
F = F 1 + F 2 + F 3 + ….. + F n
F 1 = xoog guud oo loogu talagalay molecule 1
F 2 = xoog guud oo loogu talagalay molecule 2
F 3 = xoog guud oo loogu talagalay molecule 3
…… = iyo wixii la mid ah
F n = xoog guud oo loogu talagalay molecules 4
n = molecule-kii ugu dambeeyay.
m1 = cufka molecular 1, m2 = cufka molecular 2, m3 = cufka molecular 3, mn = cufka molecule-kii ugu dambeeyay. m1 +m2 +m3 + ….. + mn = m (cufka gaaska ee sanduuqa ku jira). l = dhererka dhinaca sanduuqa.
v 12x = xawaaraha molecular 1, v 22 x = xawaaraha molecular 2, v 33 x = xawaaraha molecule 3, v n2 x = xawaaraha molecule-ka ugu dambeeya. Xawaaraha molecule kasta wuu kala duwan yahay, markaa waxaan u baahanahay inaan xisaabino celceliska xawaaraha dhammaan molecules-ka. Si loo xisaabiyo celceliska xawaaraha molecule-ka, waxaan u qaybin karnaa xawaaraha dhammaan molecules-ka tirada molecules-ka. Aragtida kinetic-ga ee gaaska, tirada molecules-ka waxaa badanaa la siiyaa calaamadda N. Xisaab ahaan, celceliska xawaaraha dhammaan molecules-ka waxaa lagu qoraa:
Waxaan isku darnaa isla'egta b iyo isla'egta a:
F = xoog, m = cufka gaasaska, l = dhererka dhinaca sanduuqa, N = tirada molecules.
Sharaxaadii hore, waxaan u qaadanay dhaqdhaqaaqa molecules-ka barbar socda dhidibka x. Male-awaalkan waxaa loo sameeyay si uu noo fududeeyo falanqayntayada. Dhab ahaantii, dhammaan molecules-ka gaaska ee ku jira sanduuq ma u dhaqaaqaan jiho kasta si aan kala sooc lahayn. Sababtoo ah dhaqdhaqaaqa wuxuu u dhacaa si aan kala sooc lahayn, marka laga reebo inuu leeyahay qayb celcelis ahaan xawaare ah oo ku taal dhidibka x, molecule-ku wuxuu sidoo kale leeyahay qayb celcelis ahaan xawaare ah oo ku taal dhidibka y ama dhidibka z. Sidaa darteed, celceliska xawaaraha molecule-gaas = wadarta guud ee qaybaha xawaaraha celceliska ee dhidibka x, dhidibka y, iyo dhidibka z. Xisaab ahaan:
Maadaama molecules-ku ay si aan kala sooc lahayn u dhaqaaqaan, qaybaha xawaaraha ee ku yaal dhidibka x, dhidibka y, iyo dhidibka z waxay leeyihiin cabbir isku mid ah. Xisaab ahaan:
Waxaan isku darnaa isla'egta 2 iyo isla'egta 1 :
Waxaan isku darnaa isla'egta 3 iyo isla'egta n c :
F = xoogga ay molecules-ka gaaska ku sameeyaan darbiga weelka, kaas oo leh bedka dusha sare ee A.
Xiriirka ka dhexeeya cadaadiska (P) iyo baaxadda yar yar
Cadaadiska (P) waa tiro sheegaysa dabeecadda guud ee gaaska. Dib u eeg Cadaadiska iyadoo lagu salaynayo sifooyinka yar yar ee gaaska. Caddadka cadaadiska uu bixiyo molecule-ka gaaska ee ku yaal derbiga oo leh aag isgoys ah A waa:
P = cadaadis, N = tirada molecules-ka gaaska, m = cufnaanta, v = celceliska xawaaraha molecule-ka, V = mugga weelka
