Білімгерлердің алған білімін тереңдету, дамыту.

3. Білімгерлерді ұқыптылыққа тәрбиелеу.

6.3 Дәріс тезисі:

Газдың қандай күйде тұратынын білу үшін оның термодинамикалық параметрлерін, яғни қысымды, температураны, көлемді білу қажет. Термопараметрлердің біреуінің өзгерісі, оның басқа параметрлерінің өзгеруіне әкеп соғады. Термодинамикалық параметрлерді байланыстыратын теңдеу газ күйінің теңдеуі немесе Менделеев–Клапейрон теңдеуі деп аталады. , мұндағы R=kN_A=8,31Дж/К моль– универсал газ тұрақтысы деп аталады.

У ниверсал газ тұрақтысы дегеніміз заттың бір мөлінің температурасы 1К-ге арттыру үшін оған қанша жылу мөлшерін беру қажет екенін көрсететін физикалық шама.

Газдың бір параметрінің мәні тағайындалып, қалған екеуінің арасындағы сандық тәуелділікті айқындайтын заңдарды газ заңдары деп атайды.

Макроскопиялық параметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер изопроцестер деп аталады. Изопроцестер табиғатта кең таралған және техникада жиі пайдаланылады.

1. Изотермиялық процесс. Ағылшын физигі Р.Бойль 1662 ж. және оған тәуелсіз француз физигі Э.Мариотт тәжірибе жүзінде тұрақты температура кезінде газдың берілген массасы үшін оның қысымының газ алып тұрған көлемге көбейтіндісі тұрақты шамаға тең болатынын тағайындады, яғни pV=const немесе p₁V₁= p₂V₂. Бұл заң Бойль–Мариотт заңы деп аталады.

 

 

2. Изобаралық процесс. Француз физигі Гей–Люссак 1802 ж. тәжірибе жүзінде тұрақты қысымда газдың берілген массасы көлемінің температураға

сызықты тәуелді болатынын тағайындады, яғни немесе . Бұл заң Гей–Люссак заңы деп аталады.

 

 

3. Изохоралық процесс. Бұл процесті француз физигі Ж.Шарль зерттеген. 1787 ж. ол тәжірибе жүзінде тұрақты көлемде берілген газ массасының оның температурасына тура пропорционал болатынын тағайындады, яғни немесе . Бұл Шарль заңы.

Газдардың көптеген қасиеттерінің олардың тегіне тәуелсіз болатыны жөнінде айтып кеттік. Бірақ неғұрлым температура төмен, ал қысым жоғары болған сайын, газ қасиеттерінің оның тегіне тәуелділігі біліне бастайды. Мұндай газды бу деп атайды, бұл атау оның сұйықтан пайда болғанын білдіреді. Температураны одан әрі төмендетіп, ал қысымды арттырсақ, онда газ сұйыққа айналады.

Газ сұйық күйге өтуден алысырақ болса, онда оның қасиеттері идеал газ қасиеттеріне жақын болады, ол қасиеттер бізге белгілі. Сондықтан біз бұдан әрі заттың сұйық күйден газ күйіне және керісінше өтуі кезінде білінетін қасиеттеріне ғана тоқталатын боламыз. Бу қасиеттерін зерттеуді біз, міне осы процестерден бастаймыз.

• Молекулаларға қай кезі сұйықтықтан ұшып шығу оңай түседі?
• Сұйықтықтың беткі қабатындағы, жылдамдықтары жоғары қарай бағытталған екі молекуланы көз алдымызға елестетіп көрейік. Олардың қайсысының сұйықтықтан ұшып шығу мүмкіндігі жоғары?
• Неліктен жылдамдығы төмен молекуланың мүмкіндігі төмен?
• Көршілес молекуламен соқтығысу барысында потенциалдық энергиясынан кинетикалық энергиясы жоғары молекулаларда сұйықтықтан ұшып шығу мүмкіндігі жоғары болады екен.
• Осы процестен кейін не болады екен сұйықтықтың беткі қабатында?

Заттың сұйық күйден газ күйіне өтуі булану деп атайды. Жылулық қозғалыс әсерiнен пайда болатын кинетикалық энергияның артықтығынан қашанда молекуланың жеке бөлшектерiнiң сұйық бетiнен бөлiнiп шыға алады. Неғұрлым сұйықтың температурасы жоғары болса, соғұрлым сұйық тезiрек буға айналады.

Булану процесінің заттың ішкі энергиясының артуымен, ал конденсация процесінің оның кемуімен қатар жүретінін еске сала кетейік. Демек, булану және конденсация зат пен қоршаған ортаның арасындағы энергия алмасу процесі кезінде өтеді екен.

Соныменен, булану процессiмен қатар бiрмезгiлде конденсация деп аталатын керi процесс те жүредi. Заттың газ күйінен сұйық күйге өтуі конденсация деп атайды. Сұйық бетiндегi будың қысымы неғұрлым жоғары болса, сол температурада конденсацияға ұшырайтын молекулалар саны да соғұрлым көп болады.

Бетi ашық ыдыстағы сұйықтың булану процесi конденсация процесiнен басым болып келедi. Ал бетi жабық ыдыста сұйық пен будың арасында, булану процесi мен конденсация процесстерi бiрiн-бiрi толықтыратындай, динамикалық тепе-теңдiк орнайды. Өз сұйығымен динамикалық тепе-теңдiкте болатын буды қаныққан бу деп атайды.

Су буы атмосфераның жоғарғы қабатында бұлтқа айналады. Жазғы кеште, таңғы салқында шық түседі. Конденсация кезінде молекуланың кейбір бөліктері сұйыққа қайта оралады. Конденсация табиғатта кездеседі: шық, тұман, жаңбыр.

Булану конденсациядан артық болса,онда сұйықтың бетіндегі бу және сұйық жоқ кездегі бу қанықпаған деп аталады. Температура тұрақты болған жағдайда қаныққан будың қысымы оның алатын көлемiне байланысты болмайды.

Заттың сұйық күйден газ күйіне өтуі булану деп атайды.

• Столдың үстінде тұрған ыдыстың ішіндегі қайнаған суды мысал ретінде қарайық.
• Булану процесс кезінде суда қандай өзгерістер болып өтеді?
• Енді ыдыстың қаппағын жауып көрейік. Судың массасында өзгеріс бола ма?
• Ыдыста булану процесі жүзеге аса ма? Неліктен судың массасы өзгермейді?
• Сонымен суда кері процесс жүзеге асады екен.

Заттың газ күйінен сұйық күйге өтуі конденсация деп атайды.

• Сонымен булану жылдамдығы неге тәуелді екен?
• Сұйықтың бетінің ауданына;
• Сұйықтың түріне;
• Желдің жылдамдығына;
• Сұйықтың температурасына.

Белгілі бір жағдайда барлық реалды газдар (сутегі, оттегі, азот, т.б.) сұйыққа айналады. Бірақ мұндай ауысу белгілі бір температурадан төмен болған жағдайда жүзеге асады, оны критикалық температура деп атаймыз.

Судың критикалық температурасы 647,3 К-ге, азот 126 К, оттегі 154,3 Кге тең болады.

6.4 Үлестірмелі материал: электрондық кітаптар, тесттер, карточкалар

6.5 Пайдаланған әдебиеттер:

1. Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық/ Б.Кронгарт, В.Кем, Н.Қойшыбаев.-Өңд., толықт. 2-бас. Алматы: Мектеп, 2010-384 б., сур.

2. Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-математика бағытындағы 11-сыныбына арналған оқулық/ С.Тұяқбаев, Ш.Насохова, Б.Кронгарт, т.б.- Алматы: “Мектеп” баспасы. -384 б., сур.

3. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. – Алматы, Мектеп, 1,2,3 том, 2000

4. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсының есептер жинағы. – М., Наука, 2000

5. Иродов И.Е. Жалпы физика курсының есептер жинағы. М: Наука, 2006

6.6.Бақылау сұрақтар:

1. Күй теңдеуі дегеніміз не?

2. Қаныққан бу және оның қасиеттері жайында не білесіңдер?