VI. કઠોર શરીરની ગતિ બળની ક્ષણ તમારા હાથથી ભારે ફ્લાયવ્હીલને ફેરવવાનો પ્રયાસ કરો. સ્પોક ખેંચો. જો તમે એક્સેલની ખૂબ નજીક તમારો હાથ પકડો તો તમારા માટે તે મુશ્કેલ બનશે. તમારા હાથને રિમ પર ખસેડો, અને વસ્તુઓ સરળ થઈ જશે શું બદલાયું છે? છેવટે, બંને કિસ્સાઓમાં તાકાત

થર્મલ ગતિ કેવી દેખાય છે અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ વધુ હોઈ શકે છે અથવા ઓછી કિંમતપરમાણુઓના "જીવન" માં દ્રવ્યની ત્રણ અવસ્થાઓ - વાયુ, પ્રવાહી અને ઘન - તેમનામાં ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની ભૂમિકામાં એક બીજાથી અલગ પડે છે.

વિદ્યુતને ગતિમાં રૂપાંતરિત કરવું ફેરાડેએ ઓર્સ્ટેડના પ્રયોગોમાં એક નાનકડી વિગત નોંધી જે સમસ્યાને સમજવાની ચાવી ધરાવે છે તેવું લાગતું હતું વિદ્યુત પ્રવાહહોકાયંત્રની સોયને હંમેશા એક દિશામાં નમાવવી. ઉદાહરણ તરીકે, જો

જો વેગ મોડ્યુલ સમય સાથે વધે તો એકસરખી પ્રવેગક અથવા જો તે ઘટે તો એકસરખી રીતે મંદ થાય તો સતત પ્રવેગ સાથેની રેક્ટીલીનિયર ગતિ કહેવાય છે.

ત્વરિત ગતિનું ઉદાહરણ નીચા મકાનની બાલ્કનીમાંથી પડતું ફૂલનું વાસણ હશે. પાનખરની શરૂઆતમાં, પોટની ગતિ શૂન્ય હોય છે, પરંતુ થોડીક સેકંડમાં તે દસ મીટર/સેકંડ સુધી વધી જાય છે. ધીમી ગતિનું ઉદાહરણ એ પથ્થરની ગતિ છે જે ઊભી રીતે ઉપરની તરફ ફેંકવામાં આવે છે, જેની ગતિ શરૂઆતમાં ઊંચી હોય છે, પરંતુ પછી ધીમે ધીમે તે માર્ગના ટોચના બિંદુએ શૂન્ય થઈ જાય છે. જો આપણે હવાના પ્રતિકારના બળની અવગણના કરીએ, તો આ બંને કિસ્સાઓમાં પ્રવેગક ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રવેગ સમાન અને સમાન હશે, જે હંમેશા ઊભી રીતે નીચે તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, જે અક્ષર g દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે અને લગભગ 9.8 m/s2 ની બરાબર છે.

ગુરુત્વાકર્ષણના કારણે પ્રવેગક, g, પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણ બળને કારણે થાય છે. આ બળ પૃથ્વી તરફ આગળ વધતા તમામ શરીરને વેગ આપે છે અને તેનાથી દૂર જતા શરીરને ધીમું કરે છે.

જ્યાં v એ શરીરની ઝડપ t સમયે હોય છે, જ્યાંથી, સરળ પરિવર્તન પછી, આપણે મેળવીએ છીએ માટે સમીકરણ સતત પ્રવેગ સાથે ગતિ કરતી વખતે ઝડપ: v = v0 + at

8. સતત પ્રવેગ સાથે ગતિના સમીકરણો.

સતત પ્રવેગ સાથે રેક્ટીલીનિયર ગતિ દરમિયાન ઝડપ માટેનું સમીકરણ શોધવા માટે, અમે ધારીશું કે t=0 સમયે શરીરની પ્રારંભિક ઝડપ v0 હતી. પ્રવેગક a સ્થિર હોવાથી, કોઈપણ સમયે t તે સાચું છે નીચેના સમીકરણ:

જ્યાં v એ શરીરની ઝડપ t સમયે હોય છે, જ્યાંથી, સાદા રૂપાંતરણો પછી, જ્યારે આપણે સતત પ્રવેગક સાથે આગળ વધીએ ત્યારે ઝડપ માટેનું સમીકરણ મેળવીએ છીએ: v = v0 + at

સતત પ્રવેગક સાથે રેક્ટીલીનિયર ગતિ દરમિયાન મુસાફરી કરેલ પાથ માટે સમીકરણ મેળવવા માટે, અમે પહેલા સમય વિરુદ્ધ ઝડપનો ગ્રાફ બનાવીએ છીએ (5.1). a>0 માટે, આ નિર્ભરતાનો આલેખ આકૃતિ 5 (વાદળી સીધી રેખા) માં ડાબી બાજુએ બતાવવામાં આવ્યો છે. જેમ જેમ આપણે §3 માં સ્થાપિત કર્યું છે તેમ, t = 0 અને t ની ક્ષણો વચ્ચે વેગ વિરુદ્ધ સમય વળાંક હેઠળના વિસ્તારની ગણતરી કરીને t સમય દરમિયાન પરિપૂર્ણ ચળવળ નક્કી કરી શકાય છે. અમારા કિસ્સામાં, વળાંક હેઠળની આકૃતિ, બે દ્વારા મર્યાદિત ઊભી રેખાઓ t=0 અને t, એ ટ્રેપેઝોઇડ OABC છે, જેનું ક્ષેત્રફળ S, જેમ જાણીતું છે, બેઝ OA અને CB અને ઊંચાઈ OCની લંબાઈના અડધા સરવાળાના ગુણાંક જેટલું છે:

આકૃતિ 5, OA = v0, CB = v0 + at, અને OC = t માં જોઈ શકાય છે. આ મૂલ્યોને (5.2) માં બદલીને, અમે પ્રારંભિક ઝડપ v0 પર સતત પ્રવેગ સાથે રેક્ટિલિનિયર ગતિ દરમિયાન સમય t માં બનેલા વિસ્થાપન S માટે નીચેના સમીકરણ મેળવીએ છીએ:

તે બતાવવાનું સરળ છે કે સૂત્ર (5.3) માત્ર પ્રવેગક a>0 સાથેની ગતિ માટે જ માન્ય નથી, જેના માટે તે લેવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ તે કિસ્સાઓમાં પણ જ્યારે<0. На рис.5 справа красными линиями показаны графики зависимости S при положительных (верх) и отрицательных (низ) значениях a, построенные по формуле (5.3) для различных величин v0. Видно, что в отличие от равномерного движения (см. рис. 3), график зависимости перемещения от времени является параболой, а не прямой, показанной для сравнения пунктирной линией.

9. શબનું મુક્ત પતન. ગુરુત્વાકર્ષણને કારણે સતત પ્રવેગ સાથે ગતિ.

શરીરનું મુક્ત પતન એ હવાના પ્રતિકારની ગેરહાજરીમાં (શૂન્યાવકાશમાં) શરીરનું પૃથ્વી પર પતન છે.

જે પ્રવેગ સાથે શરીર પૃથ્વી પર પડે છે તેને ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગ કહે છે. મુક્ત પતન પ્રવેગક વેક્ટર પ્રતીક દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે તે ઊભી રીતે નીચે તરફ નિર્દેશિત થાય છે. વિશ્વના વિવિધ બિંદુઓ પર, ભૌગોલિક અક્ષાંશ અને સમુદ્ર સપાટીથી ઊંચાઈના આધારે, g નું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય સમાન નથી, જે ધ્રુવો પર આશરે 9.83 m/s2 થી વિષુવવૃત્ત પર 9.78 m/s2 સુધી બદલાય છે. મોસ્કોના અક્ષાંશ પર g = 9.81523 m/s2. સામાન્ય રીતે, જો ગણતરીમાં ઉચ્ચ ચોકસાઈની જરૂર ન હોય, તો પૃથ્વીની સપાટી પર g નું સંખ્યાત્મક મૂલ્ય 9.8 m/s2 અથવા તો 10 m/s2 જેટલું લેવામાં આવે છે.

ફ્રી ફોલનું એક સાદું ઉદાહરણ એ છે કે શરીર ચોક્કસ ઊંચાઈ h પરથી પ્રારંભિક ઝડપ વિના નીચે પડતું હોય છે. ફ્રી ફોલ એ સતત પ્રવેગક સાથે રેખીય ગતિ છે.

એક આદર્શ મુક્ત પતન ફક્ત શૂન્યાવકાશમાં જ શક્ય છે, જ્યાં હવાનો કોઈ પ્રતિકાર ન હોય, અને દળ, ઘનતા અને આકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, બધા શરીર સમાન રીતે ઝડપથી પડી જાય છે, એટલે કે કોઈપણ સમયે શરીરની સમાન ત્વરિત ગતિ અને પ્રવેગક હોય છે.

માટે તમામ સૂત્રો સમાન રીતે ઝડપી ગતિફ્રી ફોલિંગ બોડી માટે લાગુ.

કોઈપણ સમયે શરીરના મુક્ત પતન દરમિયાન ઝડપની તીવ્રતા:

શરીરની હિલચાલ:

આ કિસ્સામાં, પ્રવેગક a ને બદલે, ગુરુત્વાકર્ષણ g = 9.8 m/s2 નું પ્રવેગ સમાન ત્વરિત ગતિ માટેના સૂત્રોમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

10. શરીરની હિલચાલ. કઠોર શરીરની આગળની ગતિ

કઠોર શરીરની અનુવાદાત્મક ગતિ એવી ગતિ છે જેમાં શરીર સાથે હંમેશા જોડાયેલી દરેક સીધી રેખા પોતાની સાથે સમાંતર ખસે છે. આ કરવા માટે, તે પૂરતું છે કે શરીર સાથે જોડાયેલ બે બિન-સમાંતર રેખાઓ પોતાને સમાંતર ખસેડે છે. અનુવાદની ગતિ દરમિયાન, શરીરના તમામ બિંદુઓ સમાન, સમાંતર માર્ગનું વર્ણન કરે છે અને કોઈપણ સમયે સમાન ગતિ અને પ્રવેગક હોય છે. આમ, શરીરની અનુવાદાત્મક ગતિ તેના બિંદુઓમાંથી એક O ની હિલચાલ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

સામાન્ય કિસ્સામાં, અનુવાદની ગતિ ત્રિ-પરિમાણીય અવકાશમાં થાય છે, પરંતુ તેની મુખ્ય વિશેષતા - કોઈપણ સેગમેન્ટની સમાંતરતા જાળવવી - અમલમાં રહે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, એક એલિવેટર કાર આગળ વધે છે. ઉપરાંત, પ્રથમ અંદાજમાં, ફેરિસ વ્હીલ કેબિન અનુવાદ ગતિ બનાવે છે. જો કે, કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, ફેરિસ વ્હીલ કેબિનની હિલચાલને પ્રગતિશીલ ગણી શકાય નહીં. જો કોઈ શરીર ભાષાંતરિત રીતે આગળ વધે છે, તો તેની હિલચાલનું વર્ણન કરવા માટે તે મનસ્વી બિંદુની હિલચાલનું વર્ણન કરવા માટે પૂરતું છે (ઉદાહરણ તરીકે, શરીરના સમૂહના કેન્દ્રની હિલચાલ).

જો બંધ યાંત્રિક પ્રણાલી બનાવે છે તે સંસ્થાઓ ફક્ત ગુરુત્વાકર્ષણ અને સ્થિતિસ્થાપકતાના દળો દ્વારા એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તો પછી આ દળોનું કાર્ય શરીરની સંભવિત ઊર્જામાં પરિવર્તન સમાન છે, જે વિરુદ્ધ સંકેત સાથે લેવામાં આવે છે: A = –(E р2 – E р1).

ગતિ ઊર્જા પ્રમેય મુજબ, આ કાર્ય શરીરની ગતિ ઊર્જામાં ફેરફાર સમાન છે

આથી

અથવા E k 1 + E p 1 = E k 2 + E p 2.

બંધ સિસ્ટમ બનાવે છે અને ગુરુત્વાકર્ષણ અને સ્થિતિસ્થાપક દળો દ્વારા એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તે શરીરની ગતિ અને સંભવિત ઊર્જાનો સરવાળો યથાવત રહે છે.

આ નિવેદન યાંત્રિક પ્રક્રિયાઓમાં ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાને વ્યક્ત કરે છે. તે ન્યૂટનના નિયમોનું પરિણામ છે. E = E k + E p નો સરવાળો કુલ યાંત્રિક ઊર્જા કહેવાય છે. સંરક્ષણ કાયદો યાંત્રિક ઊર્જાજ્યારે બંધ પ્રણાલીમાં સંસ્થાઓ રૂઢિચુસ્ત દળો દ્વારા એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે ત્યારે જ પરિપૂર્ણ થાય છે, એટલે કે, એવા દળો કે જેના માટે સંભવિત ઊર્જાનો ખ્યાલ રજૂ કરી શકાય છે.

શરીરની બંધ પ્રણાલીની યાંત્રિક ઊર્જા બદલાતી નથી જો માત્ર રૂઢિચુસ્ત દળો આ સંસ્થાઓ વચ્ચે કાર્ય કરે છે. રૂઢિચુસ્ત દળો તે દળો છે જેનું કાર્ય કોઈપણ બંધ માર્ગ સાથે શૂન્ય બરાબર છે. ગુરુત્વાકર્ષણ એ રૂઢિચુસ્ત દળોમાંનું એક છે.

વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં, ગતિશીલ શરીરો પર ગુરુત્વાકર્ષણ દળો, સ્થિતિસ્થાપક દળો અને અન્ય રૂઢિચુસ્ત દળો સાથે, ઘર્ષણ બળો અથવા પર્યાવરણીય પ્રતિકાર દળો દ્વારા લગભગ હંમેશા કાર્ય કરવામાં આવે છે.

ઘર્ષણ બળ રૂઢિચુસ્ત નથી. ઘર્ષણ બળ દ્વારા કરવામાં આવેલ કાર્ય પાથની લંબાઈ પર આધાર રાખે છે.

જો ઘર્ષણ બળો બંધ સિસ્ટમ બનાવે છે તે સંસ્થાઓ વચ્ચે કાર્ય કરે છે, તો પછી યાંત્રિક ઊર્જાનું સંરક્ષણ થતું નથી. યાંત્રિક ઉર્જાનો એક ભાગ શરીરની આંતરિક ઊર્જા (હીટિંગ)માં રૂપાંતરિત થાય છે.

કોઈપણ શારીરિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન, ઊર્જા ન તો દેખાય છે કે ન તો અદૃશ્ય થઈ જાય છે. તે માત્ર એક સ્વરૂપથી બીજા સ્વરૂપમાં બદલાય છે.

ઊર્જાના સંરક્ષણ અને પરિવર્તનના કાયદાનું એક પરિણામ એ "શાશ્વત ગતિ મશીન" (પર્પેટિયમ મોબાઇલ) બનાવવાની અશક્યતા વિશેનું નિવેદન છે - એક મશીન જે ઊર્જાનો વપરાશ કર્યા વિના અનિશ્ચિત સમય સુધી કામ કરી શકે છે.

ઇતિહાસ "શાશ્વત ગતિ" પ્રોજેક્ટ્સની નોંધપાત્ર સંખ્યામાં સંગ્રહ કરે છે. તેમાંના કેટલાકમાં, "શોધક" ની ભૂલો સ્પષ્ટ છે, અન્યમાં આ ભૂલો ઉપકરણની જટિલ ડિઝાઇન દ્વારા ઢંકાયેલી છે, અને આ મશીન કેમ કામ કરશે નહીં તે સમજવું ખૂબ મુશ્કેલ છે. "શાશ્વત ગતિ મશીન" બનાવવાના નિરર્થક પ્રયાસો આપણા સમયમાં ચાલુ છે. આ તમામ પ્રયાસો નિષ્ફળતા માટે વિનાશકારી છે, કારણ કે ઊર્જાના સંરક્ષણ અને રૂપાંતરણનો કાયદો ઊર્જા ખર્ચ કર્યા વિના કાર્ય મેળવવા માટે "પ્રતિબંધિત" કરે છે.

31. મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતના મૂળભૂત સિદ્ધાંતો અને તેમના વાજબીપણું.

બધા શરીરમાં અણુઓ, અણુઓ અને પ્રાથમિક કણોનો સમાવેશ થાય છે જે જગ્યાઓ દ્વારા અલગ પડે છે, અવ્યવસ્થિત રીતે આગળ વધે છે અને એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

ગતિશાસ્ત્ર અને ગતિશાસ્ત્ર આપણને શરીરની હિલચાલનું વર્ણન કરવામાં અને આ ચળવળનું કારણ બને છે તે બળ નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે. જો કે, મિકેનિક ઘણા પ્રશ્નોના જવાબ આપી શકતા નથી. ઉદાહરણ તરીકે, શરીર શેના બનેલા છે? શા માટે ઘણા પદાર્થો ગરમ થાય ત્યારે પ્રવાહી બની જાય છે અને પછી બાષ્પીભવન થાય છે? અને, સામાન્ય રીતે, તાપમાન અને ગરમી શું છે?

પ્રાચીન ગ્રીક ફિલસૂફ ડેમોક્રિટસે 25 સદીઓ પહેલાં સમાન પ્રશ્નોના જવાબ આપવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો. કોઈપણ પ્રયોગો કર્યા વિના, તે નિષ્કર્ષ પર આવ્યા કે શરીર ફક્ત આપણને નક્કર લાગે છે, પરંતુ હકીકતમાં તે ખાલીપણું દ્વારા અલગ પડેલા નાના કણો ધરાવે છે. આ કણોને કચડી નાખવું અશક્ય હતું તે ધ્યાનમાં લેતા, ડેમોક્રિટસે તેમને અણુ કહ્યા, જેનો ગ્રીકમાંથી અનુવાદ થાય છે જેનો અર્થ અવિભાજ્ય છે. તેમણે એમ પણ સૂચવ્યું કે અણુઓ અલગ અલગ હોઈ શકે છે અને સતત ગતિમાં હોય છે, પરંતુ આપણે આ જોતા નથી, કારણ કે તેઓ ખૂબ નાના છે.

મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતના વિકાસમાં એમ.વી. લોમોનોસોવ. લોમોનોસોવ સૌપ્રથમ સૂચન કરે છે કે ગરમી શરીરમાં અણુઓની હિલચાલને પ્રતિબિંબિત કરે છે. વધુમાં, તેમણે સરળ અને જટિલ પદાર્થોની વિભાવના રજૂ કરી, જેના પરમાણુઓ અનુક્રમે સમાન અને વિવિધ અણુઓ ધરાવે છે.

મોલેક્યુલર ફિઝિક્સ અથવા મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંત દ્રવ્યની રચના વિશેના ચોક્કસ વિચારો પર આધારિત છે

આમ, પદાર્થની રચનાના અણુ સિદ્ધાંત મુજબ, પદાર્થનો સૌથી નાનો કણ જે તેના તમામ રાસાયણિક ગુણધર્મોને જાળવી રાખે છે તે પરમાણુ છે. હજારો અણુઓથી બનેલા મોટા અણુઓ પણ એટલા નાના હોય છે કે તેઓ હળવા માઇક્રોસ્કોપથી જોઈ શકતા નથી. અસંખ્ય પ્રયોગો અને સૈદ્ધાંતિક ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે પરમાણુનું કદ લગભગ 10 -10 મીટર છે અને તે કેટલા અણુઓ ધરાવે છે અને તે એકબીજાની તુલનામાં કેવી રીતે સ્થિત છે તેના પર આધાર રાખે છે.

મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંત એ રાસાયણિક પદાર્થોના નાના કણો તરીકે અણુઓ અને પરમાણુઓના અસ્તિત્વના વિચાર પર આધારિત પદાર્થની રચના અને ગુણધર્મોનો અભ્યાસ છે.

મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંત ત્રણ મુખ્ય સિદ્ધાંતો પર આધારિત છે:

1. બધા પદાર્થો - પ્રવાહી, ઘન અને વાયુયુક્ત - નાના કણો - પરમાણુઓમાંથી રચાય છે, જે પોતે અણુઓ ("પ્રાથમિક અણુઓ") થી બનેલા છે. રાસાયણિક પદાર્થના અણુઓ સરળ અથવા જટિલ હોઈ શકે છે, એટલે કે. એક અથવા વધુ અણુઓ ધરાવે છે. પરમાણુઓ અને અણુઓ વિદ્યુત તટસ્થ કણો છે. અમુક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, પરમાણુઓ અને અણુઓ વધારાનો વિદ્યુત ચાર્જ મેળવી શકે છે અને હકારાત્મક અથવા નકારાત્મક આયનો બની શકે છે.

2. અણુઓ અને પરમાણુઓ સતત અસ્તવ્યસ્ત ગતિમાં હોય છે.

3. કણો પ્રકૃતિમાં વિદ્યુત હોય તેવા દળો દ્વારા એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. કણો વચ્ચે ગુરુત્વાકર્ષણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નજીવી છે.

અણુઓ અને પરમાણુઓની રેન્ડમ હિલચાલ વિશેના પરમાણુ ગતિ સિદ્ધાંતના વિચારોની સૌથી આકર્ષક પ્રાયોગિક પુષ્ટિ એ બ્રાઉનિયન ગતિ છે. આ પ્રવાહી અથવા ગેસમાં સસ્પેન્ડ થયેલા નાના માઇક્રોસ્કોપિક કણોની થર્મલ હિલચાલ છે. 1827માં અંગ્રેજી વનસ્પતિશાસ્ત્રી આર. બ્રાઉન દ્વારા તેની શોધ કરવામાં આવી હતી. બ્રાઉનિયન કણો પરમાણુઓની રેન્ડમ અસરના પ્રભાવ હેઠળ આગળ વધે છે. પરમાણુઓની અસ્તવ્યસ્ત થર્મલ ગતિને કારણે, આ અસરો ક્યારેય એકબીજાને સંતુલિત કરતી નથી. પરિણામે, બ્રાઉનિયન કણની ગતિ તીવ્રતા અને દિશામાં અવ્યવસ્થિત રીતે બદલાય છે, અને તેનો માર્ગ એક જટિલ ઝિગઝેગ વળાંક છે.

પદાર્થના પરમાણુઓની સતત અસ્તવ્યસ્ત હિલચાલ અન્ય સરળતાથી અવલોકન કરી શકાય તેવી ઘટનામાં પણ પ્રગટ થાય છે - પ્રસરણ. પ્રસરણ એ બે અથવા વધુ સંપર્ક કરતા પદાર્થોના એકબીજામાં પ્રવેશની ઘટના છે. પ્રક્રિયા ગેસમાં સૌથી ઝડપથી થાય છે.

પરમાણુઓની રેન્ડમ અસ્તવ્યસ્ત હિલચાલને થર્મલ ગતિ કહેવામાં આવે છે. વધતા તાપમાન સાથે થર્મલ ગતિની ગતિ ઊર્જા વધે છે.

મોલ એ પદાર્થનો જથ્થો છે જેમાં 0.012 કિગ્રા કાર્બન 12 સીમાં પરમાણુ હોય છે તેટલા જ કણો (અણુઓ) હોય છે. કાર્બન પરમાણુમાં એક અણુ હોય છે.

32. પરમાણુઓનો સમૂહ, પરમાણુઓનો સાપેક્ષ પરમાણુ સમૂહ. 33. પરમાણુઓનો દાઢ સમૂહ. 34. પદાર્થની માત્રા. 35. એવોગાડ્રોનો કોન્સ્ટન્ટ.

મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતમાં, પદાર્થની માત્રાને કણોની સંખ્યાના પ્રમાણસર ગણવામાં આવે છે. પદાર્થના જથ્થાના એકમને મોલ (મોલ) કહેવામાં આવે છે.

કાર્બન 12 C ના 0.012 kg (12 g) માં અણુઓ હોય છે તેટલા જ કણો (અણુઓ) ધરાવતા પદાર્થનો એક જથ્થો છે. એક કાર્બન પરમાણુ એક અણુ ધરાવે છે.

પદાર્થના એક છછુંદરમાં એવોગાડ્રોના સ્થિરાંક સમાન સંખ્યાબંધ અણુઓ અથવા અણુઓ હોય છે.

આમ, કોઈપણ પદાર્થના એક છછુંદરમાં સમાન સંખ્યામાં કણો (મોલેક્યુલ્સ) હોય છે. આ સંખ્યાને એવોગાડ્રોનો સ્થિરાંક N A: N A = 6.02·10 23 mol –1 કહેવામાં આવે છે.

એવોગાડ્રોનું સ્થિરાંક એ મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્થિરાંકોમાંનું એક છે.

પદાર્થની માત્રા ν એ પદાર્થના કણો (પરમાણુઓ) ની સંખ્યા N ના ગુણોત્તર તરીકે એવોગાડ્રોના સતત N A ના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે:

મોલર માસ, M, એ પદાર્થના આપેલ નમૂનાના દળ m અને તેમાં રહેલા પદાર્થની માત્રા n નો ગુણોત્તર છે:

જે સંખ્યાત્મક રીતે એક છછુંદરના જથ્થામાં લેવામાં આવેલા પદાર્થના સમૂહની બરાબર છે. SI સિસ્ટમમાં મોલર માસ કિગ્રા/મોલ માં વ્યક્ત થાય છે.

આમ, પદાર્થનું સાપેક્ષ પરમાણુ અથવા અણુ દળ એ તેના પરમાણુ અને અણુના દળના 1/12 કાર્બન અણુના સમૂહનો ગુણોત્તર છે.

36. બ્રાઉનિયન ગતિ.

ઘણી કુદરતી ઘટનાઓ સૂક્ષ્મ કણો, અણુઓ અને પદાર્થના અણુઓની અસ્તવ્યસ્ત હિલચાલ સૂચવે છે. પદાર્થનું તાપમાન જેટલું ઊંચું હોય છે, આ ચળવળ વધુ તીવ્ર હોય છે. તેથી, શરીરની ગરમી તેના ઘટક અણુઓ અને અણુઓની રેન્ડમ હિલચાલનું પ્રતિબિંબ છે.

પદાર્થના તમામ અણુઓ અને પરમાણુઓ સતત અને અવ્યવસ્થિત ગતિમાં હોય છે તેનો પુરાવો પ્રસરણ હોઈ શકે છે - એક પદાર્થના કણોનું બીજામાં પ્રવેશ.

આમ, હવાની હિલચાલની ગેરહાજરીમાં પણ ગંધ ઝડપથી આખા ઓરડામાં ફેલાય છે. શાહીનું એક ટીપું ઝડપથી પાણીનો આખો ગ્લાસ એકસરખો કાળો કરી નાખે છે.

ઘન પદાર્થોમાં પણ પ્રસરણ શોધી શકાય છે જો તેને એકસાથે ચુસ્તપણે દબાવવામાં આવે અને તેને છોડી દેવામાં આવે લાંબો સમય. પ્રસરણની ઘટના દર્શાવે છે કે પદાર્થના માઇક્રોપાર્ટિકલ્સ બધી દિશામાં સ્વયંસ્ફુરિત ચળવળ માટે સક્ષમ છે. પદાર્થના સૂક્ષ્મ કણોની તેમજ તેના પરમાણુઓ અને અણુઓની આ હિલચાલને થર્મલ ચળવળ કહેવામાં આવે છે.

બ્રાઉનિયન ગતિ - પ્રવાહી અથવા ગેસમાં સ્થગિત નાના કણોની રેન્ડમ હિલચાલ, પર્યાવરણીય અણુઓની અસરોના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે; 1827 માં આર. બ્રાઉન દ્વારા શોધાયેલ

અવલોકનો દર્શાવે છે કે બ્રાઉનિયન ગતિ ક્યારેય અટકતી નથી. પાણીના એક ટીપામાં (જો તમે તેને સૂકવવા ન આપો તો), અનાજની હિલચાલ ઘણા દિવસો, મહિનાઓ, વર્ષો સુધી જોઈ શકાય છે. તે ઉનાળામાં કે શિયાળામાં અટકતું નથી, ન તો દિવસ કે રાત.

બ્રાઉનિયન ગતિનું કારણ પ્રવાહીના અણુઓની સતત, ક્યારેય ન સમાપ્ત થતી ચળવળમાં રહેલું છે જેમાં ઘન અનાજ સ્થિત છે. અલબત્ત, આ અનાજ પોતે પરમાણુઓ કરતાં અનેક ગણા મોટા હોય છે, અને જ્યારે આપણે માઈક્રોસ્કોપ હેઠળ અનાજની હિલચાલ જોઈએ છીએ, ત્યારે આપણે એવું ન વિચારવું જોઈએ કે આપણે પોતે પરમાણુઓની ગતિ જોઈ રહ્યા છીએ. પરમાણુઓને સામાન્ય માઈક્રોસ્કોપ વડે જોઈ શકાતા નથી, પરંતુ આપણે તેમના અસ્તિત્વ અને હિલચાલને તેઓ જે અસર પેદા કરે છે તેના આધારે નક્કી કરી શકીએ છીએ, નક્કર શરીરના દાણાને દબાણ કરે છે અને તેમને ખસેડવાનું કારણ બને છે.

પદાર્થની રચનાના અભ્યાસ માટે બ્રાઉનિયન ગતિની શોધ ખૂબ મહત્વની હતી. તે દર્શાવે છે કે શરીર ખરેખર વ્યક્તિગત કણો - અણુઓ ધરાવે છે અને અણુઓ સતત રેન્ડમ ગતિમાં હોય છે.

બ્રાઉનિયન ગતિની સમજૂતી 19મી સદીના છેલ્લા ક્વાર્ટરમાં જ આપવામાં આવી હતી, જ્યારે તે ઘણા વૈજ્ઞાનિકો માટે સ્પષ્ટ થઈ ગયું હતું કે બ્રાઉનિયન કણની ગતિ થર્મલ ગતિમાંથી પસાર થતા માધ્યમ (પ્રવાહી અથવા ગેસ) ના અણુઓની રેન્ડમ અસરને કારણે થાય છે. સરેરાશ, માધ્યમના અણુઓ બ્રાઉનિયન કણને બધી દિશાઓથી સમાન બળ સાથે અસર કરે છે, જો કે, આ અસરો ક્યારેય એકબીજાને બરાબર રદ કરતી નથી, અને પરિણામે, બ્રાઉનિયન કણની ગતિ તીવ્રતા અને દિશામાં અવ્યવસ્થિત રીતે બદલાય છે. તેથી, બ્રાઉનિયન કણ ઝિગઝેગ પાથ સાથે આગળ વધે છે. તદુપરાંત, બ્રાઉનિયન કણનું કદ અને દળ જેટલું નાનું હોય છે, તેની હિલચાલ વધુ ધ્યાનપાત્ર બને છે.

આમ, બ્રાઉનિયન ગતિના પૃથ્થકરણે પદાર્થની રચનાના આધુનિક મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતનો પાયો નાખ્યો.

37. પરમાણુઓ વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો. 38. વાયુયુક્ત પદાર્થોનું માળખું. 39. પ્રવાહી પદાર્થોનું માળખું. 40. ઘન પદાર્થોનું માળખું.

પરમાણુઓ અને તેમની વચ્ચે કાર્ય કરતા દળો વચ્ચેનું અંતર વાયુ, પ્રવાહી અને નક્કર શરીરના ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.

અમે એ હકીકતથી ટેવાયેલા છીએ કે પ્રવાહી એક જહાજમાંથી બીજામાં રેડવામાં આવી શકે છે, અને ગેસ તેને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમને ઝડપથી ભરે છે. પાણી ફક્ત નદીના પટ સાથે જ વહી શકે છે, અને તેની ઉપરની હવા કોઈ સીમાઓ જાણતી નથી.

બધા પરમાણુઓ વચ્ચે આંતરપરમાણુ આકર્ષક બળો હોય છે, જેની તીવ્રતા ખૂબ જ ઝડપથી ઘટે છે કારણ કે પરમાણુઓ એકબીજાથી દૂર જાય છે, અને તેથી ઘણા પરમાણુ વ્યાસના સમાન અંતરે તેઓ બિલકુલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી.

આમ, લગભગ એકબીજાની નજીક સ્થિત પ્રવાહી પરમાણુઓ વચ્ચે, આકર્ષક દળો કાર્ય કરે છે, જે આ અણુઓને જુદી જુદી દિશામાં વિખેરતા અટકાવે છે. તેનાથી વિપરિત, ગેસના પરમાણુઓ વચ્ચેના આકર્ષણના નજીવા દળો તેમને એકસાથે પકડી શકતા નથી, અને તેથી વાયુઓ તેમને પૂરા પાડવામાં આવેલ સમગ્ર વોલ્યુમને ભરીને વિસ્તરણ કરી શકે છે. ઇન્ટરમોલેક્યુલર આકર્ષક દળોનું અસ્તિત્વ એક સરળ પ્રયોગ કરીને ચકાસી શકાય છે - બે લીડ બારને એકબીજા સામે દબાવીને. જો સંપર્ક સપાટીઓ પર્યાપ્ત રીતે સરળ હોય, તો બાર એકસાથે વળગી રહેશે અને અલગ કરવા મુશ્કેલ બનશે.

જો કે, એકલા ઇન્ટરમોલેક્યુલર આકર્ષક બળો વાયુ, પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોના ગુણધર્મો વચ્ચેના તમામ તફાવતોને સમજાવી શકતા નથી. શા માટે, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રવાહી અથવા ઘનનું પ્રમાણ ઘટાડવું ખૂબ મુશ્કેલ છે, પરંતુ બલૂનને સંકુચિત કરવું પ્રમાણમાં સરળ છે? આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે પરમાણુઓ વચ્ચે માત્ર આકર્ષક દળો જ નથી, પણ આંતરપરમાણુ પ્રતિકૂળ દળો પણ છે, જે જ્યારે પડોશી અણુઓના અણુઓના ઇલેક્ટ્રોન શેલ ઓવરલેપ થવાનું શરૂ કરે છે ત્યારે કાર્ય કરે છે. તે આ પ્રતિકૂળ શક્તિઓ છે જે એક પરમાણુને પહેલાથી બીજા પરમાણુ દ્વારા કબજે કરેલા વોલ્યુમમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે.

જ્યારે કોઈ બાહ્ય દળો પ્રવાહી અથવા નક્કર શરીર પર કાર્ય કરતા નથી, ત્યારે તેમના પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર એવું હોય છે કે પરિણામે આકર્ષણ અને પ્રતિકૂળ શક્તિઓ શૂન્ય હોય છે. જો તમે શરીરના જથ્થાને ઘટાડવાનો પ્રયાસ કરો છો, તો પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટે છે, અને પરિણામી વધેલી પ્રતિકૂળ શક્તિઓ સંકુચિત શરીરની બાજુથી કાર્ય કરવાનું શરૂ કરે છે. તેનાથી વિપરિત, જ્યારે શરીર ખેંચાય છે, ત્યારે જે સ્થિતિસ્થાપક દળો ઉત્પન્ન થાય છે તે આકર્ષણના દળોમાં સંબંધિત વધારા સાથે સંકળાયેલા હોય છે, કારણ કે જ્યારે પરમાણુઓ એકબીજાથી દૂર જાય છે, ત્યારે પ્રતિકૂળ દળો આકર્ષક દળો કરતાં ઘણી ઝડપથી ઘટી જાય છે.

ગેસ પરમાણુઓ તેમના કદ કરતા દસ ગણા વધારે અંતરે સ્થિત છે, પરિણામે આ પરમાણુઓ એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી, અને તેથી વાયુઓ પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થો કરતાં વધુ સરળતાથી સંકુચિત થાય છે. વાયુઓનું કોઈ ચોક્કસ માળખું હોતું નથી અને તે ગતિશીલ અને અથડાતા અણુઓનો સંગ્રહ છે.

પ્રવાહી એ પરમાણુઓનો સંગ્રહ છે જે લગભગ એકબીજાની નજીકથી નજીક છે. થર્મલ ગતિ પ્રવાહી પરમાણુને સમય સમય પર તેના પડોશીઓને બદલવાની મંજૂરી આપે છે, એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ કૂદકો લગાવે છે. આ પ્રવાહીની પ્રવાહીતા સમજાવે છે.

ઘન પદાર્થોના અણુઓ અને પરમાણુઓ તેમના પડોશીઓને બદલવાની ક્ષમતાથી વંચિત છે, અને તેમની થર્મલ ગતિ પડોશી અણુઓ અથવા પરમાણુઓની સ્થિતિની તુલનામાં માત્ર નાની વધઘટ છે. અણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એ હકીકત તરફ દોરી શકે છે કે ઘન એક સ્ફટિક બની જાય છે, અને તેમાંના અણુઓ સ્ફટિક જાળીના સ્થળોએ સ્થાનો ધરાવે છે. નક્કર શરીરના પરમાણુઓ તેમના પડોશીઓની તુલનામાં આગળ વધતા નથી, તેથી આ પદાર્થો તેમનો આકાર જાળવી રાખે છે.

41. મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતમાં આદર્શ ગેસ.

આદર્શ ગેસ એ દુર્લભ ગેસનું એક મોડેલ છે જેમાં પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને અવગણવામાં આવે છે. પરમાણુઓ વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો તદ્દન જટિલ છે. ખૂબ જ ટૂંકા અંતરે, જ્યારે પરમાણુઓ એકબીજાની નજીક આવે છે, ત્યારે તેમની વચ્ચે મોટી પ્રતિકૂળ શક્તિઓ કાર્ય કરે છે. પરમાણુઓ વચ્ચેના મોટા અથવા મધ્યવર્તી અંતર પર, પ્રમાણમાં નબળા આકર્ષક દળો કાર્ય કરે છે. જો પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર સરેરાશ મોટું હોય, જે એકદમ દુર્લભ ગેસમાં જોવા મળે છે, તો જ્યારે તેઓ નજીક ઉડે છે ત્યારે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એકબીજા સાથે પ્રમાણમાં દુર્લભ અથડામણના સ્વરૂપમાં પ્રગટ થાય છે. આદર્શ વાયુમાં, પરમાણુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને સંપૂર્ણપણે અવગણવામાં આવે છે.

42. મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતમાં ગેસનું દબાણ.

આદર્શ ગેસ એ દુર્લભ ગેસનું એક મોડેલ છે જેમાં પરમાણુઓ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને અવગણવામાં આવે છે.

દબાણ આદર્શ ગેસપરમાણુઓની સાંદ્રતા અને તેમની સરેરાશ ગતિ ઊર્જાના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર.

ગેસ આપણને ચારે બાજુથી ઘેરે છે. પૃથ્વી પર ગમે ત્યાં, પાણીની નીચે પણ, આપણે વાતાવરણનો એક ભાગ વહન કરીએ છીએ, જેના નીચલા સ્તરો ઉપરના સ્તરોમાંથી ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ સંકુચિત થાય છે. તેથી, વાતાવરણીય દબાણને માપીને આપણે આપણી ઉપર શું થઈ રહ્યું છે તે નક્કી કરી શકીએ છીએ અને હવામાનની આગાહી કરી શકીએ છીએ.

43. આદર્શ ગેસના પરમાણુઓની સ્ક્વેર સ્પીડનું સરેરાશ મૂલ્ય.

44. ગેસના મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંતના મૂળભૂત સમીકરણની વ્યુત્પત્તિ. 45. ગેસના અણુઓના દબાણ અને સરેરાશ ગતિ ઊર્જાને લગતા સૂત્રની વ્યુત્પત્તિ.

આપેલ સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર દબાણ p એ તેના આપેલ વિસ્તારના વિસ્તાર S સાથે આ સપાટી પર કાટખૂણે કામ કરતા બળ F નો ગુણોત્તર છે.

દબાણનું SI એકમ પાસ્કલ (પા) છે. 1 Pa = 1 N/m2.

ચાલો આપણે બળ F શોધી કાઢીએ કે જેની સાથે દળ m0 નો પરમાણુ જે સપાટી પરથી તે ફરી વળે છે તેના પર કાર્ય કરે છે. જ્યારે સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત થાય છે, Dt સમયગાળા સુધી ચાલે છે, ત્યારે આ સપાટી પર લંબરૂપ પરમાણુ વેગનો ઘટક, vy, વ્યસ્ત (-vy) માં બદલાય છે. તેથી, જ્યારે સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત થાય છે, ત્યારે પરમાણુ વેગ મેળવે છે, 2m0vy, અને તેથી, ન્યૂટનના ત્રીજા નિયમ અનુસાર, 2m0vy = FDt, જેમાંથી:

ફોર્મ્યુલા (22.2) અંતરાલ દરમિયાન તા. ગેસના દબાણના સરેરાશ બળને નિર્ધારિત કરવા માટે, ઉદાહરણ તરીકે, એક સેકન્ડમાં, વિસ્તાર S ના સપાટીના ક્ષેત્રમાંથી પ્રતિ સેકન્ડમાં કેટલા પરમાણુઓ પ્રતિબિંબિત થશે તે શોધવાનું જરૂરી છે, અને સરેરાશ ઝડપ vy જાણવા પણ જરૂરી છે. આપેલ સપાટીની દિશામાં આગળ વધતા પરમાણુઓની સંખ્યા.

ગેસના એકમ વોલ્યુમ દીઠ n પરમાણુઓ હોવા દો. ચાલો એમ ધારીને આપણા કાર્યને સરળ બનાવીએ કે તમામ ગેસના પરમાણુઓ સમાન ગતિએ આગળ વધે છે, v. આ કિસ્સામાં, તમામ પરમાણુઓમાંથી 1/3 ઓક્સ અક્ષ સાથે આગળ વધે છે, અને તે જ રકમ ઓય અને ઓઝ અક્ષ સાથે (ફિગ. 22c જુઓ). ઓય અક્ષ સાથે ફરતા અડધા અણુઓને દિવાલ C તરફ જવા દો, અને બાકીના - વિરુદ્ધ દિશામાં. પછી, દેખીતી રીતે, દિવાલ C તરફ ધસી રહેલા યુનિટ વોલ્યુમ દીઠ પરમાણુઓની સંખ્યા n/6 હશે.

ચાલો હવે એક સેકન્ડમાં S (ફિગ. 22c માં છાંયેલા) ની સપાટીના વિસ્તારને અથડાતા પરમાણુઓની સંખ્યા શોધીએ. દેખીતી રીતે, 1 સેકન્ડમાં તે પરમાણુઓ કે જે તેની તરફ આગળ વધે છે અને v કરતાં વધુ અંતરે છે તેઓને દિવાલ સુધી પહોંચવાનો સમય મળશે. તેથી, ફિગમાં પ્રકાશિત થયેલ લંબચોરસ સમાંતરમાં સ્થિત તમામ પરમાણુઓમાંથી 1/6 સપાટીના આ વિસ્તારને અથડાશે. 22c, જેની લંબાઈ v છે, અને છેડાના ચહેરાઓનો વિસ્તાર S છે. આ સમાંતર પાઇપનું પ્રમાણ Sv હોવાથી, 1 s માં દિવાલની સપાટીના એક ભાગને અથડાતા પરમાણુઓની કુલ સંખ્યા N બરાબર હશે. :

(22.2) અને (22.3) નો ઉપયોગ કરીને, અમે આવેગની ગણતરી કરી શકીએ છીએ કે, 1 સેમાં, ગેસના પરમાણુઓને S વિસ્તારની દિવાલની સપાટીના એક વિભાગમાં આપવામાં આવે છે. આ આવેગ સંખ્યાત્મક રીતે ગેસ દબાણ બળ, F ની સમાન હશે:

જ્યાંથી, (22.1) નો ઉપયોગ કરીને, અમે ગેસના દબાણ અને સરેરાશ ગતિ ઊર્જાને લગતી નીચેની અભિવ્યક્તિ મેળવીએ છીએ આગળ ચળવળતેના પરમાણુઓ:

જ્યાં E SR - સરેરાશ ગતિ ઊર્જાઆદર્શ ગેસ પરમાણુઓ. ફોર્મ્યુલા (22.4) ને વાયુઓના પરમાણુ ગતિ સિદ્ધાંતનું મૂળભૂત સમીકરણ કહેવામાં આવે છે.

46. ​​થર્મલ સંતુલન. 47. તાપમાન. તાપમાનમાં ફેરફાર. 48. તાપમાન માપવા માટેનાં સાધનો.

શરીર વચ્ચે થર્મલ સંતુલન ત્યારે જ શક્ય છે જ્યારે તેમનું તાપમાન સમાન હોય.

કોઈપણ વસ્તુને હાથ વડે સ્પર્શ કરવાથી આપણે સરળતાથી જાણી શકીએ છીએ કે તે ગરમ છે કે ઠંડી. જો કોઈ વસ્તુનું તાપમાન હાથના તાપમાન કરતા ઓછું હોય, તો વસ્તુ ઠંડી લાગે છે, અને જો તેનાથી વિપરીત, તે ગરમ દેખાય છે. જો તમે તમારી મુઠ્ઠીમાં ઠંડા સિક્કા રાખો છો, તો તમારા હાથની હૂંફ સિક્કાને ગરમ કરવા લાગશે, અને થોડા સમય પછી તેનું તાપમાન તમારા હાથના તાપમાન જેટલું થઈ જશે, અથવા, જેમ તેઓ કહે છે, થર્મલ સંતુલન થશે. તેથી, તાપમાન સમાન તાપમાન ધરાવતી બે અથવા વધુ સંસ્થાઓની સિસ્ટમની થર્મલ સંતુલનની સ્થિતિને દર્શાવે છે.

તાપમાન, ગેસ વોલ્યુમ અને દબાણ સાથે, મેક્રોસ્કોપિક પરિમાણો છે. તાપમાન માપવા માટે થર્મોમીટરનો ઉપયોગ થાય છે. તેમાંના કેટલાક જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે પ્રવાહીના જથ્થામાં ફેરફાર નોંધે છે, અન્ય વિદ્યુત પ્રતિકાર વગેરેમાં ફેરફાર નોંધે છે. સૌથી સામાન્ય સેલ્સિયસ તાપમાન સ્કેલ છે, જેનું નામ સ્વીડિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી એ. સેલ્સિયસના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે. પ્રવાહી થર્મોમીટર માટે સેલ્સિયસ તાપમાન સ્કેલ મેળવવા માટે, તેને પહેલા પીગળતા બરફમાં ડૂબવામાં આવે છે અને સ્તંભના છેડાની સ્થિતિ નોંધવામાં આવે છે, અને પછી ઉકળતા પાણીમાં. સ્તંભની આ બે સ્થિતિઓ વચ્ચેના સેગમેન્ટને 100 સમાન ભાગોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, એમ ધારીને કે પીગળતા બરફનું તાપમાન શૂન્ય ડિગ્રી સેલ્સિયસ (o C) ને અનુરૂપ છે અને ઉકળતા પાણીનું તાપમાન 100 o C છે.

49. થર્મલ સંતુલન પર ગેસના અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા.

મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંત (22.4)નું મૂળભૂત સમીકરણ ગેસનું દબાણ, પરમાણુઓની સાંદ્રતા અને તેમની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા સાથે સંબંધિત છે. જો કે, અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા, નિયમ તરીકે, અજ્ઞાત છે, જો કે ઘણા પ્રયોગોના પરિણામો દર્શાવે છે કે વધતા તાપમાન સાથે પરમાણુઓની ગતિ વધે છે (જુઓ, ઉદાહરણ તરીકે, §20 માં બ્રાઉનિયન ગતિ). તેના તાપમાન પર ગેસના અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જાની અવલંબન ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી જે. ચાર્લ્સ દ્વારા 1787માં શોધાયેલા કાયદા પરથી મેળવી શકાય છે.

50. થર્મલ સંતુલનની સ્થિતિમાં વાયુઓ (પ્રયોગનું વર્ણન કરો).

51. સંપૂર્ણ તાપમાન. 52. સંપૂર્ણ તાપમાન સ્કેલ. 53. તાપમાન એ અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જાનું માપ છે.

તેના તાપમાન પર ગેસના અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જાની અવલંબન ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી જે. ચાર્લ્સ દ્વારા 1787માં શોધાયેલા કાયદા પરથી મેળવી શકાય છે.

ચાર્લ્સના નિયમ મુજબ, જો આપેલ ગેસના જથ્થામાં ફેરફાર થતો નથી, તો તેનું દબાણ pt તાપમાન t પર રેખીય રીતે આધાર રાખે છે:

જ્યાં t એ o C માં માપવામાં આવેલ ગેસનું તાપમાન છે, અને p 0 એ 0 o C ના તાપમાને ગેસનું દબાણ છે (ફિગ 23b જુઓ). આમ, ચાર્લ્સના કાયદામાંથી તે અનુસરે છે કે સતત વોલ્યુમ ધરાવતા ગેસનું દબાણ સરવાળો (t+273 o C) ના પ્રમાણસર છે. બીજી બાજુ, (22.4) થી તે અનુસરે છે કે જો પરમાણુઓની સાંદ્રતા સતત હોય, એટલે કે. ગેસ દ્વારા કબજે કરેલ વોલ્યુમ બદલાતું નથી, પછી ગેસનું દબાણ અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જાના પ્રમાણસર હોવું જોઈએ. આનો અર્થ એ છે કે સરેરાશ ગતિ ઊર્જા, ગેસના અણુઓની E SR, મૂલ્ય (t + 273 o C) માટે પ્રમાણસર છે:

જ્યાં b એ સતત ગુણાંક છે, જેનું મૂલ્ય આપણે પછીથી નક્કી કરીશું. (23.2) થી તે અનુસરે છે કે પરમાણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા બનશે શૂન્ય બરાબર-273 o C પર. આના આધારે, 1848 માં અંગ્રેજી વૈજ્ઞાનિક ડબલ્યુ. કેલ્વિને સંપૂર્ણ તાપમાન સ્કેલનો ઉપયોગ કરવાની દરખાસ્ત કરી હતી, જેમાં શૂન્ય તાપમાન -273 o C ને અનુરૂપ હશે, અને તાપમાનની દરેક ડિગ્રી એક ડિગ્રી જેટલી હશે. સેલ્સિયસ સ્કેલ. આમ, સંપૂર્ણ તાપમાન, T તાપમાન t સાથે સંબંધિત છે, જે સેલ્સિયસમાં માપવામાં આવે છે, નીચે પ્રમાણે:

સંપૂર્ણ તાપમાનનું SI એકમ કેલ્વિન (K) છે.

ધ્યાનમાં લેતા (23.3), સમીકરણ (23.2) આમાં રૂપાંતરિત થાય છે:

જેને (22.4) માં બદલીને, અમને નીચે મુજબ મળે છે:

(23.5) માં અપૂર્ણાંકમાંથી છુટકારો મેળવવા માટે, આપણે 2b/3 ને k સાથે બદલીએ છીએ, અને (23.4) અને (23.5) ને બદલે આપણને બે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ સમીકરણો મળે છે:

જ્યાં k એ બોલ્ટ્ઝમેનનું સ્થિરાંક છે, જેનું નામ એલ. બોલ્ટ્ઝમેન છે. પ્રયોગો દર્શાવે છે કે k=1.38.10 -23 J/K. આમ, ગેસનું દબાણ અને તેના પરમાણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા તેના સંપૂર્ણ તાપમાનના પ્રમાણસર હોય છે.

54. તેના પરમાણુઓ અને તાપમાનની સાંદ્રતા પર ગેસના દબાણની અવલંબન.

મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, જ્યારે ગેસ એક રાજ્યમાંથી બીજા રાજ્યમાં સંક્રમણ કરે છે, ત્યારે તેના તમામ પરિમાણો બદલાય છે - તાપમાન, વોલ્યુમ અને દબાણ. આ ત્યારે થાય છે જ્યારે આંતરિક કમ્બશન એન્જિન સિલિન્ડરમાં પિસ્ટન હેઠળ ગેસ સંકુચિત થાય છે, જેના કારણે ગેસનું તાપમાન અને દબાણ વધે છે અને તેનું પ્રમાણ ઘટે છે. જો કે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ગેસ પરિમાણોમાંના એકમાં ફેરફારો પ્રમાણમાં નાના અથવા તો ગેરહાજર છે. આવી પ્રક્રિયાઓ, જ્યાં ત્રણ પરિમાણોમાંથી એક - તાપમાન, દબાણ અથવા વોલ્યુમ અપરિવર્તિત રહે છે, તેને આઇસોપ્રોસેસ કહેવામાં આવે છે, અને જે કાયદાઓ તેનું વર્ણન કરે છે તેને ગેસ કાયદાઓ કહેવામાં આવે છે.

55. ગેસના અણુઓની ઝડપ માપવા. 56. સ્ટર્ન પ્રયોગ.

સૌ પ્રથમ, ચાલો સ્પષ્ટ કરીએ કે પરમાણુઓની ગતિનો અર્થ શું છે. ચાલો યાદ કરીએ કે અવારનવાર અથડામણને લીધે, દરેક વ્યક્તિગત પરમાણુની ગતિ હંમેશા બદલાતી રહે છે: પરમાણુ ક્યારેક ઝડપથી, ક્યારેક ધીમેથી અને અમુક સમય માટે (ઉદાહરણ તરીકે, એક સેકન્ડ) પરમાણુની ગતિ ઘણા જુદા જુદા મૂલ્યો લે છે. . બીજી બાજુ, વિચારણા હેઠળના ગેસના જથ્થાને બનાવેલા અણુઓની વિશાળ સંખ્યામાં કોઈપણ ક્ષણે, ત્યાં ખૂબ જ અલગ વેગવાળા અણુઓ છે. દેખીતી રીતે, ગેસની સ્થિતિને દર્શાવવા માટે, આપણે કેટલીક સરેરાશ ગતિ વિશે વાત કરવી જોઈએ. આપણે ધારી શકીએ કે આ પરમાણુઓમાંથી એકની ઝડપનું સરેરાશ મૂલ્ય છે જે પૂરતા લાંબા સમયગાળામાં છે અથવા તે અમુક સમયે આપેલ વોલ્યુમમાં તમામ ગેસના અણુઓની ગતિનું સરેરાશ મૂલ્ય છે.

પરમાણુઓની હિલચાલની ગતિ નક્કી કરવા માટે વિવિધ માર્ગો છે. સ્ટર્ન પ્રયોગમાં 1920 માં અમલમાં મૂકાયેલ પદ્ધતિ સૌથી સરળ છે.

ચોખા. 390. જ્યારે કાચ A હેઠળની જગ્યા હાઇડ્રોજનથી ભરેલી હોય છે; પછી ફનલના છેડામાંથી પરપોટા બહાર આવે છે, જે છિદ્રાળુ જહાજ B દ્વારા બંધ થાય છે

તેને સમજવા માટે, નીચેની સામ્યતા ધ્યાનમાં લો. ફરતા લક્ષ્ય પર શૂટિંગ કરતી વખતે, તેને હિટ કરવા માટે, તમારે લક્ષ્યની સામે એક બિંદુ પર લક્ષ્ય રાખવું પડશે. જો તમે કોઈ લક્ષ્ય પર લક્ષ્ય રાખશો, તો ગોળીઓ લક્ષ્યની પાછળ અથડાશે. લક્ષ્યથી અસર સ્થળનું આ વિચલન લક્ષ્ય જેટલી ઝડપથી આગળ વધશે અને બુલેટની ઝડપ ઓછી હશે.

ઓટ્ટો સ્ટર્ન (1888-1969)નો પ્રયોગ પ્રાયોગિક પુષ્ટિ અને વાયુના અણુઓના વેગ વિતરણના વિઝ્યુલાઇઝેશન માટે સમર્પિત હતો. આ બીજો સુંદર પ્રયોગ છે જેણે પ્રાયોગિક સેટઅપ પર આ વિતરણનો આલેખ શાબ્દિક રીતે "ડ્રો" કરવાનું શક્ય બનાવ્યું છે. સ્ટર્નના ઇન્સ્ટોલેશનમાં બે ફરતા હોલો સિલિન્ડરોનો સમાવેશ થતો હતો જેમાં એકરૂપ અક્ષો હોય છે (જમણી બાજુની આકૃતિ જુઓ; મોટા સિલિન્ડર સંપૂર્ણપણે દોરેલા નથી). આંતરિક સિલિન્ડરમાં, તેની ધરી સાથે સીધો, એક ચાંદીનો દોરો 1 ખેંચાયો હતો, જેના દ્વારા પ્રવાહ પસાર થતો હતો, જે તેને ગરમ કરવા, આંશિક ગલન અને તેની સપાટી પરથી ચાંદીના અણુઓનું અનુગામી બાષ્પીભવન તરફ દોરી જાય છે. પરિણામે, આંતરિક સિલિન્ડર, જે શરૂઆતમાં શૂન્યાવકાશ ધરાવતું હતું, તે ધીમે ધીમે ઓછી સાંદ્રતાના વાયુયુક્ત ચાંદીથી ભરાઈ ગયું. આંતરિક સિલિન્ડરમાં, આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, એક પાતળો ચીરો 2 બનાવવામાં આવ્યો હતો, તેથી મોટાભાગના ચાંદીના અણુ, સિલિન્ડર સુધી પહોંચતા, તેના પર સ્થિર થયા. અણુઓનો એક નાનો ભાગ ગેપમાંથી પસાર થયો અને બાહ્ય સિલિન્ડરમાં પડ્યો, જેમાં શૂન્યાવકાશ જાળવવામાં આવ્યો હતો. અહીં આ અણુઓ લાંબા સમય સુધી અન્ય અણુઓ સાથે અથડાતા નથી અને તેથી તે સતત ગતિએ રેડિયલ દિશામાં આગળ વધે છે, આ ઝડપના વિપરિત પ્રમાણસર સમય પછી બાહ્ય સિલિન્ડર સુધી પહોંચે છે:

આંતરિક અને બાહ્ય સિલિન્ડરોની ત્રિજ્યા ક્યાં છે અને તે કણ વેગનો રેડિયલ ઘટક છે. પરિણામે, સમય જતાં, બાહ્ય સિલિન્ડર 3 પર ચાંદીના કોટિંગનો એક સ્તર દેખાયો. બાકીના સિલિન્ડરોના કિસ્સામાં, આ સ્તર આંતરિક સિલિન્ડરમાં સ્લોટની બરાબર વિરુદ્ધ સ્થિત સ્ટ્રીપનું સ્વરૂપ ધરાવે છે. પરંતુ જો સિલિન્ડરો સમાન કોણીય વેગ સાથે ફરે છે, તો પછી પરમાણુ બાહ્ય સિલિન્ડર સુધી પહોંચે ત્યાં સુધીમાં, બાદમાં પહેલાથી જ અંતર દ્વારા ખસેડવામાં આવ્યું હતું.

સ્લિટની સીધી વિરુદ્ધના બિંદુની સરખામણીમાં (એટલે ​​​​કે, સ્થિર સિલિન્ડરોના કિસ્સામાં કણો જે બિંદુ પર સ્થિર થાય છે).

57. આદર્શ ગેસની સ્થિતિના સમીકરણની વ્યુત્પત્તિ (મેન્ડેલીવ-ક્લેપરન સમીકરણ)

વાયુઓ ઘણીવાર રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રતિક્રિયાકર્તા અને ઉત્પાદનો હોય છે. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં તેઓ એકબીજા સાથે પ્રતિક્રિયા આપે તે હંમેશા શક્ય નથી. તેથી, તમારે સામાન્ય કરતાં અન્ય પરિસ્થિતિઓમાં વાયુઓના મોલ્સની સંખ્યા કેવી રીતે નક્કી કરવી તે શીખવાની જરૂર છે.

આ કરવા માટે, રાજ્યના આદર્શ ગેસ સમીકરણનો ઉપયોગ કરો (જેને ક્લેપીરોન-મેન્ડેલીવ સમીકરણ પણ કહેવાય છે): PV = nRT

જ્યાં n એ ગેસના મોલ્સની સંખ્યા છે;

પી - ગેસનું દબાણ (ઉદાહરણ તરીકે, એટીએમમાં;

વી - ગેસ વોલ્યુમ (લિટરમાં);

ટી - ગેસનું તાપમાન (કેલ્વિનમાં);

R – ગેસ સ્થિરાંક (0.0821 l atm/mol K).

મને સમીકરણની વ્યુત્પત્તિ મળી, પરંતુ તે ખૂબ જ જટિલ છે. આપણે હજુ જોવાનું છે.

58. આઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા.

ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયા એ ગેસની સ્થિતિમાં ફેરફાર છે જેમાં તેનું તાપમાન સ્થિર રહે છે. આવી પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ હવા સાથે કારના ટાયરને ફુલાવવાનું છે. જો કે, આવી પ્રક્રિયાને આઇસોથર્મલ ગણી શકાય જો આપણે પંપમાં પ્રવેશતા પહેલાની હવાની સ્થિતિની ટાયરનું તાપમાન અને આસપાસની હવા સમાન બની ગયા પછી તેની ટાયરમાંની સ્થિતિ સાથે સરખામણી કરીએ. ગેસના મોટા જથ્થાથી ઘેરાયેલા ગેસના નાના જથ્થા સાથે બનતી કોઈપણ ધીમી પ્રક્રિયાઓ, પ્રવાહી અથવા ઘન જેનું સતત તાપમાન હોય છે તેને આઇસોથર્મલ ગણી શકાય.

ઇસોથર્મલ પ્રક્રિયામાં, આપેલ ગેસના સમૂહ અને તેના વોલ્યુમના દબાણનું ઉત્પાદન એક સ્થિર મૂલ્ય છે. આ કાયદો, જેને બોયલ-મેરિયોટ કાયદો કહેવામાં આવે છે, તેની શોધ અંગ્રેજી વૈજ્ઞાનિક આર. બોયલ અને ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી ઇ. મેરિયોટ દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને તે નીચે પ્રમાણે લખાયેલ છે:

ઉદાહરણો શોધો!

59. આઇસોબેરિક પ્રક્રિયા.

આઇસોબેરિક પ્રક્રિયા એ ગેસની સ્થિતિમાં ફેરફાર છે જે ત્યારે થાય છે સતત દબાણ.

આઇસોબેરિક પ્રક્રિયામાં, આપેલ ગેસના જથ્થાના જથ્થા અને તેના તાપમાનનો ગુણોત્તર સ્થિર હોય છે. આ નિષ્કર્ષ, જેને ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક જે. ગે-લુસાકના માનમાં ગે-લુસાકનો કાયદો કહેવામાં આવે છે, તે આ રીતે લખી શકાય છે:

આઇસોબેરિક પ્રક્રિયાનું એક ઉદાહરણ એ છે કે જ્યારે કણકને પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવે છે ત્યારે તેમાં રહેલા નાના હવા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરપોટાનું વિસ્તરણ છે. પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીની અંદર અને બહાર હવાનું દબાણ સમાન છે, અને અંદરનું તાપમાન બહાર કરતાં લગભગ 50% વધારે છે. ગે-લુસાકના કાયદા અનુસાર, કણકમાં ગેસના પરપોટાનું પ્રમાણ પણ 50% વધે છે, જે કેકને હવાદાર બનાવે છે.

60. આઇસોકોરિક પ્રક્રિયા.

એક પ્રક્રિયા જેમાં ગેસની સ્થિતિ બદલાય છે, પરંતુ તેનું પ્રમાણ યથાવત રહે છે, તેને આઇસોકોરિક કહેવામાં આવે છે. મેન્ડેલીવ-ક્લેપીરોન સમીકરણ પરથી તે અનુસરે છે કે સતત વોલ્યુમ ધરાવતા ગેસ માટે, તેના દબાણ અને તાપમાનનો ગુણોત્તર પણ સ્થિર હોવો જોઈએ:

ઉદાહરણો શોધો!

61. બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણ.

બાષ્પ એ પરમાણુઓમાંથી બનેલો ગેસ છે જે પ્રવાહીથી બચવા માટે પૂરતી ગતિ ઊર્જા ધરાવે છે.

આપણે એ હકીકતથી ટેવાયેલા છીએ કે પાણી અને તેની વરાળ એકબીજામાં પરિવર્તિત થઈ શકે છે. વરસાદ પછી ડામર પરના ખાબોચિયા સુકાઈ જાય છે અને હવામાં પાણીની વરાળ ઘણીવાર સવારે ધુમ્મસના નાના ટીપામાં ફેરવાઈ જાય છે. બધા પ્રવાહીમાં વરાળમાં ફેરવવાની ક્ષમતા હોય છે - વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં જવા માટે. પ્રવાહીને વરાળમાં બદલવાની પ્રક્રિયાને બાષ્પીભવન કહેવામાં આવે છે. તેના વરાળમાંથી પ્રવાહીની રચનાને ઘનીકરણ કહેવામાં આવે છે.

મોલેક્યુલર ગતિ સિદ્ધાંત નીચે પ્રમાણે બાષ્પીભવન પ્રક્રિયાને સમજાવે છે. તે જાણીતું છે (જુઓ §21) કે એક આકર્ષક બળ પ્રવાહી અણુઓ વચ્ચે કાર્ય કરે છે, તેમને એકબીજાથી દૂર જતા અટકાવે છે, અને પ્રવાહી અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા તેમની વચ્ચેના સંલગ્નતા દળોને દૂર કરવા માટે પૂરતી નથી. જો કે, દરેક આ ક્ષણેસમય જતાં, પ્રવાહીના વિવિધ અણુઓમાં જુદી જુદી ગતિ ઊર્જા હોય છે, અને કેટલાક અણુઓની ઊર્જા તેના સરેરાશ મૂલ્ય કરતાં અનેક ગણી વધારે હોય છે. આ ઉચ્ચ-ઊર્જા પરમાણુઓની ગતિમાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ ઝડપ હોય છે અને તેથી તે પડોશી અણુઓના આકર્ષક દળોને દૂર કરી શકે છે અને પ્રવાહીમાંથી ઉડી શકે છે, આમ તેની સપાટી ઉપર વરાળ બનાવે છે (ફિગ. 26a જુઓ).

પરમાણુઓ કે જે વરાળ બનાવે છે જે પ્રવાહીને છોડી દે છે તે અવ્યવસ્થિત રીતે આગળ વધે છે, જે રીતે થર્મલ ગતિ દરમિયાન ગેસના અણુઓ કરે છે તે જ રીતે એકબીજા સાથે અથડાય છે. તે જ સમયે, કેટલાક વરાળના અણુઓની અસ્તવ્યસ્ત હિલચાલ તેમને પ્રવાહીની સપાટીથી એટલી દૂર લઈ જઈ શકે છે કે તેઓ ત્યાં પાછા ફરતા નથી. અલબત્ત, પવન પણ આમાં ફાળો આપે છે. તેનાથી વિપરિત, અન્ય પરમાણુઓની રેન્ડમ હિલચાલ તેમને પ્રવાહીમાં પાછા લઈ જઈ શકે છે, જે વરાળના ઘનીકરણની પ્રક્રિયાને સમજાવે છે.

માત્ર ગતિ ઊર્જાવાળા અણુઓ જ પ્રવાહીમાંથી બહાર નીકળી શકે છે, જેનો અર્થ એ થાય છે કે બાષ્પીભવન દરમિયાન બાકીના પ્રવાહી પરમાણુઓની સરેરાશ ઊર્જા ઘટે છે. અને વાયુની જેમ પ્રવાહીના અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા (જુઓ 23.6) તાપમાનના પ્રમાણમાં હોવાથી, બાષ્પીભવન દરમિયાન પ્રવાહીનું તાપમાન ઘટે છે. તેથી જ આપણે પાણી છોડતાની સાથે જ ઠંડુ થઈ જઈએ છીએ, જે પ્રવાહીની પાતળી ફિલ્મથી ઢંકાયેલું છે, જે તરત જ બાષ્પીભવન અને ઠંડુ થવાનું શરૂ કરે છે.

62. સંતૃપ્ત વરાળ. સંતૃપ્ત વરાળ દબાણ.

જો પ્રવાહીના ચોક્કસ જથ્થા સાથેનું જહાજ ઢાંકણ વડે બંધ કરવામાં આવે તો શું થાય છે (ફિગ. 26b)? દર સેકન્ડે, સૌથી ઝડપી અણુઓ પ્રવાહીની સપાટીને છોડવાનું ચાલુ રાખશે, તેનો સમૂહ ઘટશે, અને વરાળના પરમાણુઓની સાંદ્રતા વધશે. તે જ સમયે, તેના કેટલાક અણુઓ વરાળમાંથી પ્રવાહીમાં પાછા આવશે, અને વરાળની સાંદ્રતા જેટલી વધુ હશે, આ ઘનીકરણ પ્રક્રિયા વધુ તીવ્ર હશે. છેવટે, પ્રવાહીની ઉપર વરાળની સાંદ્રતા એટલી ઊંચી થઈ જશે કે એકમ સમય દીઠ પ્રવાહીમાં પાછા ફરતા પરમાણુઓની સંખ્યા તેને છોડતા પરમાણુઓની સંખ્યા જેટલી થઈ જશે. આ સ્થિતિને ગતિશીલ સંતુલન કહેવામાં આવે છે, અને અનુરૂપ વરાળને સંતૃપ્ત વરાળ કહેવામાં આવે છે. પ્રવાહીની ઉપર વરાળના પરમાણુઓની સાંદ્રતા સંતૃપ્ત વરાળમાં તેમની સાંદ્રતા કરતા વધારે હોઈ શકતી નથી. જો વરાળના અણુઓની સાંદ્રતા સંતૃપ્ત વરાળ કરતા ઓછી હોય, તો આવા વરાળને અસંતૃપ્ત કહેવામાં આવે છે.

ગતિશીલ વરાળના પરમાણુઓ દબાણ બનાવે છે, જેની તીવ્રતા, ગેસની જેમ, આ અણુઓની સાંદ્રતા અને તાપમાનના ઉત્પાદનના પ્રમાણસર છે. તેથી, આપેલ તાપમાને, વરાળની સાંદ્રતા જેટલી વધારે છે, તેટલું વધારે દબાણ તે લાવે છે. સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ પ્રવાહીના પ્રકાર અને તાપમાન પર આધારિત છે. પ્રવાહીના પરમાણુઓને એકબીજાથી દૂર કરવા જેટલું મુશ્કેલ છે, તેનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ ઓછું હશે. આમ, 20 o C ના તાપમાને પાણીનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ લગભગ 2 kPa છે, અને 20 o C પર પારાના સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ માત્ર 0.2 Pa છે.

મનુષ્યો, પ્રાણીઓ અને છોડનું જીવન વાતાવરણની જળ વરાળ (ભેજ) ની સાંદ્રતા પર આધારિત છે, જે વર્ષના સ્થળ અને સમયના આધારે વ્યાપકપણે બદલાય છે. સામાન્ય રીતે, આપણી આસપાસની પાણીની વરાળ અસંતૃપ્ત હોય છે. સાપેક્ષ ભેજ એ સમાન તાપમાને પાણીની વરાળના દબાણ અને સંતૃપ્ત વરાળના દબાણનો ગુણોત્તર છે, જે ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. હવાના ભેજને માપવા માટેનું એક સાધન એ સાયક્રોમીટર છે, જેમાં બે સરખા થર્મોમીટર્સ હોય છે, જેમાંથી એક ભીના કપડામાં લપેટાયેલું હોય છે.

63. તાપમાન પર સંતૃપ્ત વરાળના દબાણની અવલંબન.

વરાળ એ બાષ્પીભવન પ્રવાહી પરમાણુઓ દ્વારા રચાયેલ ગેસ છે, અને તેથી સમીકરણ (23.7) તેના માટે માન્ય છે, બાષ્પ દબાણ, p, તેમાં પરમાણુઓની સાંદ્રતા, n અને સંપૂર્ણ તાપમાન, T:

(27.1) થી તે અનુસરે છે કે સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ વધતા તાપમાન સાથે રેખીય રીતે વધવું જોઈએ, જેમ કે આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાઓમાં આદર્શ વાયુઓ માટે કેસ છે (જુઓ §25). જો કે, માપ દર્શાવે છે તેમ, આદર્શ ગેસના દબાણ કરતાં સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ તાપમાન સાથે ખૂબ ઝડપથી વધે છે (જુઓ. ફિગ. 27a). આ એ હકીકતને કારણે થાય છે કે વધતા તાપમાન સાથે, અને તેથી સરેરાશ ગતિ ઊર્જા, પ્રવાહીના વધુ અને વધુ અણુઓ તેને છોડી દે છે, તેની ઉપર વરાળની સાંદ્રતામાં વધારો કરે છે. અને કારણ કે (27.1) મુજબ દબાણ n ના પ્રમાણસર છે, તો વરાળની સાંદ્રતામાં આ વધારો આદર્શ ગેસની તુલનામાં તાપમાન સાથે સંતૃપ્ત વરાળના દબાણમાં ઝડપી વધારો સમજાવે છે. તાપમાન સાથે સંતૃપ્ત વરાળના દબાણમાં વધારો એ જાણીતી હકીકત સમજાવે છે કે જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે પ્રવાહી ઝડપથી બાષ્પીભવન થાય છે. નોંધ કરો કે જલદી તાપમાનમાં વધારો પ્રવાહીના સંપૂર્ણ બાષ્પીભવન તરફ દોરી જાય છે, વરાળ અસંતૃપ્ત થઈ જશે.

જ્યારે દરેક પરપોટામાંનું પ્રવાહી ગરમ થાય છે, ત્યારે બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા ઝડપી બને છે અને સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ વધે છે. પરપોટા વિસ્તરે છે અને, આર્કિમિડીઝના ઉત્સાહી બળના પ્રભાવ હેઠળ, તળિયેથી તૂટી જાય છે, ઉપર તરે છે અને સપાટી પર ફૂટે છે. આ કિસ્સામાં, પરપોટા ભરેલી વરાળ વાતાવરણમાં વહન કરવામાં આવે છે.

વાતાવરણીય દબાણ જેટલું ઓછું હશે, તેટલું ઓછું તાપમાન આ પ્રવાહી ઉકળે છે (ફિગ 27c જુઓ). તેથી, માઉન્ટ એલ્બ્રસની ટોચ પર, જ્યાં હવાનું દબાણ સામાન્ય કરતાં અડધું છે, સામાન્ય પાણી 100 o C પર નહીં, પરંતુ 82 o C પર ઉકળે છે. તેનાથી વિપરીત, જો પ્રવાહીના ઉત્કલન બિંદુને વધારવું જરૂરી હોય તો , પછી તે વધેલા દબાણ પર ગરમ થાય છે. આ, ઉદાહરણ તરીકે, પ્રેશર કૂકરના સંચાલન માટેનો આધાર છે, જ્યાં પાણી ધરાવતા ખોરાકને ઉકાળ્યા વિના 100 o C કરતા વધુ તાપમાને રાંધવામાં આવે છે.

64. ઉકળતા.

ઉકાળવું એ એક તીવ્ર બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા છે જે પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થામાં અને તેની સપાટી પર થાય છે. જ્યારે તેનું સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ પ્રવાહીની અંદરના દબાણની નજીક આવે છે ત્યારે પ્રવાહી ઉકળવાનું શરૂ કરે છે.

ઉકાળવાને રચના કહેવામાં આવે છે મોટી સંખ્યામાંવરાળના પરપોટા કે જે પ્રવાહીની સપાટી પર ગરમ થાય ત્યારે ઉગે છે અને ફૂટે છે. વાસ્તવમાં, આ પરપોટા હંમેશા પ્રવાહીમાં હાજર હોય છે, પરંતુ તેમનું કદ વધે છે અને જ્યારે ઉકળતા હોય ત્યારે જ તે ધ્યાનપાત્ર બને છે. પ્રવાહીમાં હંમેશા સૂક્ષ્મ પરપોટા હોવાનું એક કારણ નીચે મુજબ છે. પ્રવાહી, જ્યારે તેને વાસણમાં રેડવામાં આવે છે, ત્યારે તે ત્યાંથી હવાને વિસ્થાપિત કરે છે, પરંતુ તે સંપૂર્ણપણે આ કરી શકતું નથી, અને તેના નાના પરપોટા માઇક્રોક્રેક્સમાં રહે છે અને જહાજની આંતરિક સપાટીમાં અનિયમિતતા ધરાવે છે. વધુમાં, પ્રવાહીમાં સામાન્ય રીતે વરાળના સૂક્ષ્મ પરપોટા હોય છે અને ધૂળના નાના કણોમાં અટવાઈ ગયેલી હવા હોય છે.

જ્યારે દરેક પરપોટામાંનું પ્રવાહી ગરમ થાય છે, ત્યારે બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા ઝડપી બને છે અને સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ વધે છે. પરપોટા વિસ્તરે છે અને, આર્કિમિડીઝના ઉત્સાહી બળના પ્રભાવ હેઠળ, તળિયેથી તૂટી જાય છે, ઉપર તરે છે અને સપાટી પર ફૂટે છે. આ કિસ્સામાં, પરપોટા ભરેલી વરાળ વાતાવરણમાં વહન કરવામાં આવે છે. તેથી, ઉકળતાને બાષ્પીભવન કહેવામાં આવે છે, જે પ્રવાહીના સમગ્ર જથ્થામાં થાય છે. ઉકળતા તાપમાને શરૂ થાય છે જ્યારે ગેસ પરપોટા વિસ્તરણ કરવા સક્ષમ હોય છે, અને જો સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતાં વધી જાય તો આવું થાય છે. આમ, ઉત્કલન બિંદુ એ તાપમાન છે કે જેના પર આપેલ પ્રવાહીનું સંતૃપ્ત વરાળ દબાણ વાતાવરણીય દબાણ જેટલું હોય છે. જ્યારે પ્રવાહી ઉકળે છે, તેનું તાપમાન સ્થિર રહે છે.

આર્કિમીડિયન ઉછાળા બળની ભાગીદારી વિના ઉકળવાની પ્રક્રિયા અશક્ય છે. તેથી, અવકાશ મથકો પર વજનહીનતાની સ્થિતિમાં ઉકળતા નથી, અને પાણીને ગરમ કરવાથી માત્ર વરાળના પરપોટાના કદમાં વધારો થાય છે અને પાણી સાથેના જહાજની અંદર એક મોટા વરાળના પરપોટામાં તેમનું સંયોજન થાય છે.

65. જટિલ તાપમાન.

ક્રિટિકલ ટેમ્પરેચર જેવી વસ્તુ પણ છે જો કોઈ ગેસ ક્રિટિકલ તાપમાન કરતા વધારે હોય (દરેક ગેસ માટે વ્યક્તિગત, ઉદાહરણ તરીકે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ માટે, આશરે 304 કે), તો તે હવે પ્રવાહીમાં ફેરવી શકાશે નહીં; તેના પર શું દબાણ કરવામાં આવે છે તે મહત્વનું છે. આ ઘટના એ હકીકતને કારણે થાય છે કે નિર્ણાયક તાપમાને સપાટી તણાવપ્રવાહી શૂન્ય છે.

કોષ્ટક 23. કેટલાક પદાર્થોનું જટિલ તાપમાન અને નિર્ણાયક દબાણ

નિર્ણાયક તાપમાનનું અસ્તિત્વ શું સૂચવે છે? તેનાથી પણ ઊંચા તાપમાને શું થાય છે?

અનુભવ દર્શાવે છે કે નિર્ણાયક કરતાં વધુ તાપમાને, પદાર્થ માત્ર વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે.

નિર્ણાયક તાપમાનનું અસ્તિત્વ સૌ પ્રથમ 1860 માં દિમિત્રી ઇવાનોવિચ મેન્ડેલીવ દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું હતું.

નિર્ણાયક તાપમાનની શોધ પછી, તે સ્પષ્ટ થયું કે શા માટે ઓક્સિજન અથવા હાઇડ્રોજન જેવા વાયુઓ લાંબા સમય સુધી પ્રવાહીમાં રૂપાંતરિત થઈ શકતા નથી. તેમનું નિર્ણાયક તાપમાન ખૂબ ઓછું છે (કોષ્ટક 23). આ વાયુઓને પ્રવાહીમાં ફેરવવા માટે, તેમને નિર્ણાયક તાપમાનથી નીચે ઠંડું કરવું આવશ્યક છે. આ વિના, તેમને લિક્વિફાઇ કરવાના તમામ પ્રયાસો નિષ્ફળતા માટે વિનાશકારી છે.

66. આંશિક દબાણ. સંબંધિત ભેજ. 67. સાપેક્ષ હવાના ભેજને માપવા માટેનાં સાધનો.

મનુષ્યો, પ્રાણીઓ અને છોડનું જીવન વાતાવરણની જળ વરાળ (ભેજ) ની સાંદ્રતા પર આધારિત છે, જે વર્ષના સ્થળ અને સમયના આધારે વ્યાપકપણે બદલાય છે. સામાન્ય રીતે, આપણી આસપાસની પાણીની વરાળ અસંતૃપ્ત હોય છે. સાપેક્ષ ભેજ એ સમાન તાપમાને સંતૃપ્ત વરાળના દબાણ અને ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવેલા જળ વરાળના દબાણનો ગુણોત્તર છે. હવાના ભેજને માપવા માટેનું એક સાધન સાયક્રોમીટર છે, જેમાં બે સરખા થર્મોમીટર હોય છે, જેમાંથી એક ભીના કપડામાં લપેટી હોય છે, જ્યારે હવામાં ભેજ 100% કરતા ઓછો હોય છે, ત્યારે કપડામાંથી પાણી બાષ્પીભવન થાય છે, અને થર્મોમીટર B. ઠંડુ, A કરતા નીચું તાપમાન દર્શાવે છે. અને હવામાં ભેજ જેટલો ઓછો હોય તેટલો મોટો તફાવત, Dt, થર્મોમીટર A અને B ના રીડિંગ વચ્ચે. વિશિષ્ટ સાયક્રોમેટ્રિક ટેબલનો ઉપયોગ કરીને, આ તાપમાનના તફાવત પરથી હવામાં ભેજ નક્કી કરી શકાય છે.

આંશિક દબાણ એ ગેસ મિશ્રણમાં સમાવિષ્ટ ચોક્કસ ગેસનું દબાણ છે, જે આ ગેસ તેને ધરાવતા કન્ટેનરની દિવાલો પર લાગુ કરશે જો તે એકલા મિશ્રણના તાપમાને મિશ્રણના સમગ્ર જથ્થાને કબજે કરે.

આંશિક દબાણ સીધું માપવામાં આવતું નથી, પરંતુ મિશ્રણના કુલ દબાણ અને રચનાના આધારે અંદાજવામાં આવે છે.

પાણી અથવા શરીરના પેશીઓમાં ઓગળેલા વાયુઓ પણ દબાણ લાવે છે કારણ કે ઓગળેલા વાયુના અણુઓ રેન્ડમ ગતિમાં હોય છે અને ગતિ ઊર્જા ધરાવે છે. જો પ્રવાહીમાં ઓગળેલા ગેસ કોષ પટલ જેવી સપાટીને અથડાવે છે, તો તે ગેસ મિશ્રણમાં ગેસની જેમ આંશિક દબાણ લાવે છે.

દબાણનું દબાણ સીધું માપી શકાતું નથી; તે મિશ્રણના કુલ દબાણ અને રચનાના આધારે ગણવામાં આવે છે.

પ્રવાહીમાં ઓગળેલા ગેસના આંશિક દબાણની તીવ્રતા નક્કી કરતા પરિબળો. સોલ્યુશનમાં ગેસનું આંશિક દબાણ માત્ર તેની સાંદ્રતા દ્વારા જ નહીં, પણ તેના દ્રાવ્યતા ગુણાંક દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવે છે, એટલે કે. કેટલાક પ્રકારના પરમાણુઓ, જેમ કે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, ભૌતિક અથવા રાસાયણિક રીતે પાણીના અણુઓ સાથે જોડાયેલા હોય છે, જ્યારે અન્યને ભગાડવામાં આવે છે. આ સંબંધને હેન્રીનો નિયમ કહેવામાં આવે છે અને તે નીચેના સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત થાય છે: આંશિક દબાણ = ઓગળેલા ગેસની સાંદ્રતા / દ્રાવ્યતા ગુણાંક.

68. સપાટી તણાવ.

પ્રવાહીની સૌથી રસપ્રદ સુવિધા એ મુક્ત સપાટીની હાજરી છે. પ્રવાહી, વાયુઓથી વિપરીત, તે કન્ટેનરના સમગ્ર વોલ્યુમને ભરતું નથી જેમાં તે રેડવામાં આવે છે. પ્રવાહી અને ગેસ (અથવા વરાળ) વચ્ચે એક ઇન્ટરફેસ રચાય છે, જે બાકીના પ્રવાહીની તુલનામાં વિશેષ સ્થિતિમાં હોય છે. પ્રવાહીના બાઉન્ડ્રી લેયરમાં પરમાણુઓ, તેની ઊંડાઈમાં રહેલા પરમાણુઓથી વિપરીત, બધી બાજુઓ પર સમાન પ્રવાહીના અન્ય અણુઓથી ઘેરાયેલા નથી. પડોશી પરમાણુઓમાંથી પ્રવાહીની અંદરના એક પરમાણુ પર કાર્ય કરતી આંતર-પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો, સરેરાશ, પરસ્પર વળતર આપે છે. બાઉન્ડ્રી લેયરમાં કોઈપણ પરમાણુ પ્રવાહીની અંદર સ્થિત પરમાણુઓ દ્વારા આકર્ષાય છે (ગેસ (અથવા વરાળ) પરમાણુઓમાંથી આપેલ પ્રવાહી પરમાણુ પર કાર્ય કરતી દળોની અવગણના કરી શકાય છે). પરિણામે, ચોક્કસ પરિણામી બળ દેખાય છે, જે પ્રવાહીમાં ઊંડે સુધી નિર્દેશિત થાય છે. સપાટીના પરમાણુઓ આંતરપરમાણુ આકર્ષણના દળો દ્વારા પ્રવાહીમાં ખેંચાય છે. પરંતુ બાઉન્ડ્રી લેયરના પરમાણુઓ સહિત તમામ પરમાણુઓ સંતુલનની સ્થિતિમાં હોવા જોઈએ. આ સંતુલન સપાટીના સ્તરના અણુઓ અને પ્રવાહીની અંદરના તેમના નજીકના પડોશીઓ વચ્ચેનું અંતર સહેજ ઘટાડીને પ્રાપ્ત થાય છે. ફિગમાંથી જોઈ શકાય છે. 3.1.2, જ્યારે પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટે છે, ત્યારે પ્રતિકૂળ દળો ઊભી થાય છે. જો પ્રવાહીની અંદરના પરમાણુઓ વચ્ચેનું સરેરાશ અંતર r0 જેટલું હોય, તો સપાટીના સ્તરના પરમાણુઓ કંઈક વધુ ગીચતાથી ભરેલા હોય છે, અને તેથી તેમની પાસે આંતરિક અણુઓની તુલનામાં સંભવિત ઊર્જાનો વધારાનો પુરવઠો હોય છે (જુઓ. ફિગ. 3.1.2) . તે ધ્યાનમાં રાખવું જોઈએ કે અત્યંત ઓછી સંકુચિતતાને લીધે, વધુ ગીચતાથી ભરેલા સપાટીના સ્તરની હાજરી પ્રવાહીના જથ્થામાં કોઈ નોંધપાત્ર ફેરફાર તરફ દોરી જતી નથી. જો પરમાણુ સપાટી પરથી પ્રવાહીમાં જાય છે, તો આંતરપરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો હકારાત્મક કાર્ય કરશે. તેનાથી વિપરિત, પ્રવાહીની ઊંડાઈથી સપાટી પર ચોક્કસ સંખ્યામાં પરમાણુઓ ખેંચવા માટે (એટલે ​​​​કે, પ્રવાહીની સપાટીના ક્ષેત્રફળમાં વધારો), બાહ્ય દળોએ હકારાત્મક કાર્ય ΔAext કરવું જોઈએ, જે ΔS ના ફેરફારના પ્રમાણસર છે. સપાટી વિસ્તાર: ΔAext = σΔS.

ગુણાંક σ ને સપાટીના તાણ ગુણાંક (σ > 0) કહેવામાં આવે છે. આમ, સપાટી તણાવ ગુણાંક કામ સમાનપર પ્રવાહીની સપાટી વિસ્તાર વધારવા માટે જરૂરી છે સતત તાપમાનયુનિટ દીઠ.

SI માં, સપાટીના તાણનો ગુણાંક પ્રતિ ચોરસ મીટર (J/m2) અથવા ન્યૂટન પ્રતિ મીટરમાં (1 N/m = 1 J/m2) માં માપવામાં આવે છે.

તે મિકેનિક્સ પરથી જાણીતું છે કે સિસ્ટમની સંતુલન સ્થિતિઓ અનુરૂપ છે ન્યૂનતમ મૂલ્યતેની સંભવિત ઊર્જા. તે તેને અનુસરે છે મુક્ત સપાટીપ્રવાહી તેના વિસ્તારને ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે. આ કારણોસર, પ્રવાહી એક મફત ડ્રોપ લે છે ગોળાકાર આકાર. પ્રવાહી એવી રીતે વર્તે છે કે જાણે તેની સપાટી પર સ્પર્શક રીતે કામ કરતી દળો આ સપાટીને સંકોચાઈ રહી હોય (ખેંચી રહી હોય). આ દળોને સરફેસ ટેન્શન ફોર્સ કહેવામાં આવે છે.

સપાટીના તણાવ દળોની હાજરી પ્રવાહીની સપાટીને સ્થિતિસ્થાપક ખેંચાયેલી ફિલ્મ જેવી બનાવે છે, માત્ર એટલો જ તફાવત છે કે સ્થિતિસ્થાપક દળોફિલ્મમાં તેના સપાટીના ક્ષેત્રફળ પર આધાર રાખે છે (એટલે ​​​​કે, ફિલ્મ કેવી રીતે વિકૃત થાય છે તેના પર), અને સપાટીના તણાવ દળો પ્રવાહીના સપાટીના વિસ્તાર પર આધારિત નથી.

કેટલાક પ્રવાહી, જેમ કે સાબુવાળું પાણી, પાતળી ફિલ્મો બનાવવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. દરેક માટે જાણીતું છે સાબુના પરપોટાનિયમિત ગોળાકાર આકાર ધરાવે છે - આ સપાટીના તણાવ દળોની અસર પણ દર્શાવે છે. જો તમે વાયર ફ્રેમને નીચે કરો છો, જેની એક બાજુ જંગમ છે, સાબુના દ્રાવણમાં, તો પછી સમગ્ર ફ્રેમ પ્રવાહીની ફિલ્મથી આવરી લેવામાં આવશે.

69. ભીનાશ.

દરેક વ્યક્તિ જાણે છે કે જો તમે પ્રવાહીનું એક ટીપું મૂકો છો સપાટ સપાટી, તે કાં તો તેના પર ફેલાશે અથવા ગોળાકાર આકાર લેશે. તદુપરાંત, પડેલા ડ્રોપનું કદ અને બહિર્મુખતા (કહેવાતા સંપર્ક કોણનું મૂલ્ય) તે આપેલ સપાટીને કેટલી સારી રીતે ભીની કરે છે તેના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ભીનાશની ઘટના નીચે પ્રમાણે સમજાવી શકાય છે. જો પ્રવાહીના પરમાણુઓ ઘન પદાર્થના પરમાણુઓ કરતાં વધુ મજબૂત રીતે એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે, તો પ્રવાહી એક ટીપું બનાવે છે.

એક્યુટ કોન્ટેક્ટ એન્ગલ ભીની કરી શકાય તેવી (લ્યોફિલિક) સપાટી પર જોવા મળે છે, જ્યારે ઓબ્ટ્યુસ કોન્ટેક્ટ એન્ગલ બિન-ભીની ન શકાય તેવી (લ્યોફોબિક) સપાટી પર થાય છે.

આ રીતે પારો કાચ પર, પેરાફિન પર પાણી અથવા "ચીકણું" સપાટી પર વર્તે છે. જો, તેનાથી વિપરિત, પ્રવાહીના પરમાણુઓ ઘન પરમાણુઓ કરતા ઓછા મજબૂત રીતે એકબીજા તરફ આકર્ષાય છે, તો પ્રવાહી સપાટી પર "દબવામાં" આવે છે અને તેના પર ફેલાય છે. આ પારાના ડ્રોપ સાથે થાય છે ઝીંક પ્લેટઅથવા સ્વચ્છ ગ્લાસ પર પાણીના ટીપા સાથે. પ્રથમ કિસ્સામાં, તેઓ કહે છે કે પ્રવાહી સપાટીને ભીની કરતું નથી (સંપર્ક કોણ 90° કરતા વધારે છે), અને બીજા કિસ્સામાં, તે તેને ભીનું કરે છે (સંપર્ક કોણ 90° કરતા ઓછું છે).

તે પાણી-જીવડાં લુબ્રિકન્ટ છે જે ઘણા પ્રાણીઓને વધુ પડતી ભીનાશથી બચવામાં મદદ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, દરિયાઈ પ્રાણીઓ અને પક્ષીઓના અભ્યાસો - ફર સીલ, સીલ, પેંગ્વીન, લૂન્સ - દર્શાવે છે કે તેમના નીચા વાળ અને પીછા હાઇડ્રોફોબિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, જ્યારે પ્રાણીઓના રક્ષક વાળ અને ઉપલા ભાગપક્ષીઓના સમોચ્ચ પીછાઓ પાણીથી સારી રીતે ભેજવાળા હોય છે. પરિણામે, પ્રાણીના શરીર અને પાણી વચ્ચે હવાનું સ્તર બનાવવામાં આવે છે, જે થર્મોરેગ્યુલેશન અને થર્મલ ઇન્સ્યુલેશનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

પરંતુ લુબ્રિકેશન એ બધું નથી. ભીનાશની ઘટનામાં સપાટીની રચના પણ નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે. ખરબચડી, ઉબડખાબડ અથવા છિદ્રાળુ ભૂપ્રદેશ ભીનાશને સુધારી શકે છે. ચાલો યાદ કરીએ, ઉદાહરણ તરીકે, જળચરો અને ટેરી ટુવાલ, જે પાણીને સંપૂર્ણ રીતે શોષી લે છે. પરંતુ જો સપાટી શરૂઆતમાં પાણીથી "ડરતી" હોય, તો પછી વિકસિત રાહત પરિસ્થિતિને વધુ તીવ્ર બનાવશે: પાણીના ટીપાં કિનારી પર એકઠા થશે અને નીચે વળશે.

70. કેશિલરી અસાધારણ ઘટના.

કેશિલરી અસાધારણ ઘટના એ છે કે નાના વ્યાસની નળીઓમાં પ્રવાહીનો ઉદય અથવા ઘટાડો - રુધિરકેશિકાઓ. ભીનું પ્રવાહી રુધિરકેશિકાઓ દ્વારા વધે છે, ભીનાશ વગરના પ્રવાહી નીચે ઉતરે છે.

ફિગ માં. 3.5.6 ચોક્કસ ત્રિજ્યા r ની કેશિલરી ટ્યુબ બતાવે છે, જે તેના નીચલા છેડે ઘનતા ρ ના ભીના પ્રવાહીમાં નીચી છે. કેશિલરીનો ઉપરનો છેડો ખુલ્લો છે. રુધિરકેશિકામાં પ્રવાહીનો ઉદય ત્યાં સુધી ચાલુ રહે છે જ્યાં સુધી રુધિરકેશિકામાં પ્રવાહીના સ્તંભ પર કાર્ય કરતું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ રુધિરકેશિકાની સપાટી સાથે પ્રવાહીના સંપર્કની સીમા સાથે કાર્ય કરતા પરિણામી Fн સપાટીના તણાવ દળોની તીવ્રતામાં સમાન ન થાય: Fт = Fн, જ્યાં Fт = mg = ρhπr2g, Fн = σ2πr cos θ.

તે આમાંથી નીચે મુજબ છે:

આકૃતિ 3.5.6.

રુધિરકેશિકામાં ભીનાશ પડતા પ્રવાહીનો વધારો.

સંપૂર્ણ ભીનાશ સાથે θ = 0, cos θ = 1. આ કિસ્સામાં

સંપૂર્ણ બિન-ભીનાશ સાથે θ = 180°, cos θ = –1 અને તેથી, h< 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

પાણી સ્વચ્છ કાચની સપાટીને લગભગ સંપૂર્ણપણે ભીની કરે છે. તેનાથી વિપરીત, પારો કાચની સપાટીને સંપૂર્ણપણે ભીની કરતું નથી. તેથી, કાચની રુધિરકેશિકામાં પારોનું સ્તર જહાજમાંના સ્તરથી નીચે આવે છે.

71. સ્ફટિકીય સંસ્થાઓ અને તેમના ગુણધર્મો.

પ્રવાહીથી વિપરીત, ઘન માત્ર તેના જથ્થાને જ નહીં, પણ તેના આકારને પણ જાળવી રાખે છે અને તેમાં નોંધપાત્ર તાકાત હોય છે.

ઘન પદાર્થોની વિવિધતાને બે જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે જે તેમના ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે: સ્ફટિકીય અને આકારહીન.

મૂળભૂત ગુણધર્મો સ્ફટિકીય સંસ્થાઓ

1. સ્ફટિકીય સંસ્થાઓમાં ચોક્કસ ગલન તાપમાન tmelt હોય છે, જે સતત દબાણમાં ગલન પ્રક્રિયા દરમિયાન બદલાતું નથી (ફિગ. 1, વળાંક 1).

2. સ્ફટિકીય સંસ્થાઓ અવકાશી હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે સ્ફટિક જાળી, જે પરમાણુઓ, અણુઓ અથવા આયનોની ક્રમબદ્ધ ગોઠવણી છે, જે શરીરના સમગ્ર જથ્થામાં પુનરાવર્તિત થાય છે (લાંબા અંતરના ક્રમમાં). કોઈપણ સ્ફટિક જાળી તેની રચનાના આવા તત્વના અસ્તિત્વ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેનું અવકાશમાં પુનરાવર્તિત પુનરાવર્તન સમગ્ર સ્ફટિક ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ સિંગલ ક્રિસ્ટલ છે. પોલીક્રિસ્ટલમાં એકસાથે જોડાયેલા ઘણા નાના સિંગલ સ્ફટિકોનો સમાવેશ થાય છે, જે અવકાશમાં અવ્યવસ્થિત રીતે લક્ષી હોય છે.

અમૂર્ત

ભૌતિકશાસ્ત્ર પર પ્રવચનો

મિકેનિક્સ

ગતિશાસ્ત્ર

ગતિશાસ્ત્રમિકેનિક્સની એક શાખા છે જે યાંત્રિક ગતિનો અભ્યાસ કરે છે તેના કારણોનું વિશ્લેષણ કર્યા વિના.

યાંત્રિક ચળવળ- સૌથી સરળ સ્વરૂપશરીરની હિલચાલ, જેમાં સમયાંતરે અન્યની તુલનામાં કેટલાક શરીરની સ્થિતિ અથવા એકબીજાની તુલનામાં શરીરના ભાગોની સ્થિતિ બદલાતી રહે છે. આ કિસ્સામાં, સંસ્થાઓ મિકેનિક્સના કાયદા અનુસાર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

મૂળભૂત ખ્યાલો:

સામગ્રી બિંદુ- શરીર કે જેના કદ અને આકારની ઉપેક્ષા કરી શકાય છે.

સંદર્ભ શરીર- શરીર કે જેના સંબંધમાં અભ્યાસ હેઠળના શરીરની હિલચાલ (અન્ય સંસ્થાઓ) ગણવામાં આવે છે.

સંદર્ભ ફ્રેમ- સંદર્ભ શરીરનો સમૂહ, તેની સાથે સંકળાયેલ સંકલન પ્રણાલી અને સંદર્ભ શરીરને સંબંધિત ઘડિયાળ સ્થિર.

ત્રિજ્યા Vect op એ સમયની ચોક્કસ ક્ષણે શરીરના સ્થાનના બિંદુ સાથે કોઓર્ડિનેટ્સના મૂળને જોડતો વેક્ટર છે.

માર્ગ- લીટી કે જે શરીર વર્ણવે છે ( સમૂહનું કેન્દ્ર) તેની હિલચાલની પ્રક્રિયામાં,

પાથ – સ્કેલર ભૌતિક જથ્થો, લંબાઈ સમાનમાનવામાં આવેલા સમયગાળા દરમિયાન શરીર દ્વારા વર્ણવેલ માર્ગ. ( , મી)

ઝડપ- વેક્ટર ભૌતિક જથ્થા જે એક બોલ સાથે કણની હિલચાલની ગતિ અને સમયની દરેક ક્ષણે કણ કઈ દિશામાં આગળ વધે છે તે દર્શાવે છે, એટલે કે. સમય સાથે સ્થિતિમાં ફેરફાર (υ, m/s).

પ્રવેગક – વેક્ટર ભૌતિક જથ્થો, ગુણોત્તર સમાનશરીરની ગતિમાં વધારો અમુક સમયગાળોઆ ગેપના કદ સુધી, એટલે કે. ઝડપ ફેરફારની ઝડપ (દર) એ, m/s 2).

પ્રવેગક વેક્ટર તેની દિશા, તીવ્રતા અથવા બંને બદલીને બદલી શકે છે. જો ઝડપ ઘટે છે, તો પછી "મંદી" શબ્દનો ઉપયોગ થાય છે.

બિંદુ ઝડપ

હલનચલનના પ્રકારો:

સમાન ચળવળ –

શરીરની હિલચાલ જેમાં તે સમયના કોઈપણ સમાન અંતરાલોમાં સમાન માર્ગોથી પસાર થાય છે.

1 - સમયની ક્ષણે બિંદુનું સંકલન t.

2 - પોઈન્ટ કોઓર્ડિનેટ ઇન પ્રારંભિક ક્ષણસમય જ્યાં= 0

3 - પર વેગ વેક્ટરનું પ્રક્ષેપણ સંકલન અક્ષ

સતત પ્રવેગક સાથે ગતિ

પરિણામી બળની તીવ્રતા, તેમજ શરીરના સમૂહને જાણીને, આપણે સૂત્ર દ્વારા શોધીશું= = S = υ 0 t ± υ = υ 0 ± પરિણામી બળની તીવ્રતા, તેમજ શરીરના સમૂહને જાણીને, આપણે સૂત્ર દ્વારા શોધીશું t

વર્તુળની આસપાસ એકસરખી હિલચાલ -

ડાયનેમિક્સ

ડાયનેમિક્સ - મિકેનિક્સની એક શાખા જે કારણોનો અભ્યાસ કરે છે ઉદભવયાંત્રિક ચળવળ.

વજન- સ્કેલર ભૌતિક જથ્થા, જે શરીરની જડતાનું માત્રાત્મક માપ છે, અને તે પદાર્થની માત્રા (m, kg) પણ દર્શાવે છે.

તાકાત- એક વેક્ટર ભૌતિક જથ્થો કે જે શરીરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું માપ છે અને શરીરમાં પ્રવેગકતા અથવા શરીરના વિકૃતિ તરફ દોરી જાય છે. બળ તીવ્રતા, દિશા અને એપ્લિકેશનના બિંદુ (F, N) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

દળો

ન્યૂટનના નિયમો:

ન્યુટનનો પ્રથમ નિયમ:

ઇનર્શિયલ રેફરન્સ સિસ્ટમ્સમાં બંધ સિસ્ટમઆરામની સ્થિતિમાં અથવા રેક્ટીલીનિયર સમાન ગતિમાં રહેવાનું ચાલુ રાખે છે.

ક્લાસિકલ મિકેનિક્સન્યુટન ખાસ વર્ગમાં લાગુ પડે છે ઇનર્શિયલ રેફરન્સ સિસ્ટમ્સ.

બધા ઇનર્શિયલ સિસ્ટમ્સસંદર્ભ બિંદુઓ એકબીજાની સાપેક્ષ રીતે અને સમાન રીતે આગળ વધે છે.

ન્યુટનનો બીજો નિયમ:

બહારથી સિસ્ટમ પર કામ કરતું બળ સિસ્ટમના પ્રવેગ તરફ દોરી જાય છે.

ન્યૂટનનો ત્રીજો નિયમ:

ક્રિયા બળ તીવ્રતામાં સમાન છે અને પ્રતિક્રિયા બળની દિશામાં વિરુદ્ધ છે; દળો સમાન પ્રકૃતિ ધરાવે છે, પરંતુ લાગુ પડે છે વિવિધ સંસ્થાઓઅને વળતર આપવામાં આવતું નથી.

ગુરુત્વાકર્ષણ બળ

પ્રકૃતિમાં દળો:

ગતિના સંરક્ષણનો કાયદો

મોમેન્ટમ એ વેક્ટર ભૌતિક જથ્થો છે, ઉત્પાદન સમાનશરીરનું વજન તેની ઝડપ પ્રમાણે: ,

ગતિના સંરક્ષણનો કાયદો:

ઊર્જા સંરક્ષણનો કાયદો

ઉર્જા- શરીરની હિલચાલ અને ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની લાક્ષણિકતાઓ, ફેરફારો કરવાની તેમની ક્ષમતા બહારની દુનિયા(ઇ, જે).

કુલ યાંત્રિક ઊર્જાને ગતિ અને સંભવિત ઊર્જાના સરવાળા તરીકે સમજવામાં આવે છે:

કુલ યાંત્રિક ઊર્જા

સંભવિત ઊર્જા

ગતિ ઊર્જા

શરીરની સંભવિત ઊર્જા- એક સ્કેલર ભૌતિક જથ્થા કે જે દળોની ક્રિયાના ક્ષેત્રમાં તેની હાજરીને કારણે કાર્ય કરવાની શરીર (અથવા ભૌતિક બિંદુ) ની ક્ષમતાને દર્શાવે છે.

શારીરિક ગતિ ઊર્જા- ઊર્જા યાંત્રિક સિસ્ટમ, તેના બિંદુઓની હિલચાલની ઝડપ પર આધાર રાખીને.

યાંત્રિક ઊર્જાના સંરક્ષણનો કાયદો:

સંપૂર્ણ તાપમાન સ્કેલ

અંગ્રેજીનો પરિચય કરાવ્યો ભૌતિકશાસ્ત્રી ડબલ્યુ. કેલ્વિન
- નકારાત્મક તાપમાન નથી
સંપૂર્ણ તાપમાનનું SI એકમ: [T] = 1K (કેલ્વિન)
શૂન્ય તાપમાન સંપૂર્ણ સ્કેલ- આ સંપૂર્ણ શૂન્ય(0K = -273 C), સૌથી વધુ નીચા તાપમાનપ્રકૃતિમાં હાલમાં, સૌથી નીચું તાપમાન - 0.0001K પર પહોંચી ગયું છે.
તીવ્રતામાં, 1K સેલ્સિયસ સ્કેલ પર 1 ડિગ્રી બરાબર છે.

સંપૂર્ણ સ્કેલ અને સેલ્સિયસ સ્કેલ વચ્ચેનો સંબંધ:સૂત્રોમાં, સંપૂર્ણ તાપમાન "T" અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે, અને સેલ્સિયસ સ્કેલ પર તાપમાન "t" અક્ષર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.

MKT ગેસનું મૂળભૂત સમીકરણ

મૂળભૂત MKT સમીકરણ કણોના સૂક્ષ્મ પરિમાણ (પરમાણુનું દળ, અણુઓની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા, અણુઓની ગતિનો સરેરાશ વર્ગ) ને ગેસના મેક્રોપેરામીટર (p - દબાણ, V - વોલ્યુમ, T - તાપમાન) સાથે જોડે છે. ).

પરમાણુ મૂળની અનુવાદ ગતિની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા એટલે ચોરસ ગતિ

અણુઓની અનુવાદ ગતિની સરેરાશ ગતિ ઊર્જા

આરએમએસ ઝડપ: =

મોનોટોમિક આદર્શ ગેસની આંતરિક ઊર્જા: U = = pV

વાયુઓ પરમાણુઓની ગોઠવણી અને ચળવળમાં સંપૂર્ણ અવ્યવસ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.
ગેસના અણુઓ વચ્ચેનું અંતર અનેક ગણું છે વધુ માપોપરમાણુ નાના આકર્ષક દળો પરમાણુઓને એકબીજાની નજીક રાખી શકતા નથી, તેથી વાયુઓ મર્યાદા વિના વિસ્તરી શકે છે.
કન્ટેનરની દિવાલો પર ગેસનું દબાણ ગતિશીલ ગેસના અણુઓની અસર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે.

પ્રવાહી

પ્રવાહીમાં પરમાણુઓની થર્મલ ગતિ સ્થિતિની આસપાસના સ્પંદનો દ્વારા વ્યક્ત થાય છે સ્થિર સંતુલનતેના પડોશીઓ દ્વારા પરમાણુને પૂરા પાડવામાં આવેલ વોલ્યુમની અંદર.
પરમાણુઓ પદાર્થના સમગ્ર જથ્થામાં મુક્તપણે ખસેડી શકતા નથી, પરંતુ પડોશી સ્થાનો પર પરમાણુઓનું સંક્રમણ શક્ય છે. આ પ્રવાહીની પ્રવાહીતા અને તેના આકારને બદલવાની ક્ષમતા સમજાવે છે.

પ્રવાહીમાં, પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર લગભગ પરમાણુના વ્યાસ જેટલું હોય છે. જ્યારે પરમાણુઓ વચ્ચેનું અંતર ઘટે છે (પ્રવાહીનું સંકોચન), પ્રતિકૂળ દળો ઝડપથી વધે છે, તેથી પ્રવાહી અસંકોચિત હોય છે.

ઘન

ઘન માં પરમાણુઓની થર્મલ ગતિ માત્ર સ્થિર સંતુલન સ્થિતિની આસપાસ કણો (અણુઓ, પરમાણુઓ) ના સ્પંદનો દ્વારા વ્યક્ત થાય છે.

મોટાભાગના ઘન પદાર્થોમાં કણોની અવકાશી ક્રમબદ્ધ ગોઠવણી હોય છે જે નિયમિત સ્ફટિક જાળી બનાવે છે. દ્રવ્યના કણો (અણુઓ, પરમાણુઓ, આયનો) શિરોબિંદુઓ પર સ્થિત છે - સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો. સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો કણોના સ્થિર સંતુલનની સ્થિતિ સાથે સુસંગત છે.

ભેજ:

ઝાકળ બિંદુ- તાપમાન કે જેના પર વરાળ સંતૃપ્ત થાય છે

ઘન

થર્મોડાયનેમિક્સના ફંડામેન્ટલ્સ

મૂળભૂત ખ્યાલો:

થર્મોડાયનેમિક્સ- ભૌતિકશાસ્ત્રનો એક સિદ્ધાંત જે અભ્યાસ કરે છે થર્મલ ગુણધર્મોમેક્રોસ્કોપિક સિસ્ટમ્સ, જે સિસ્ટમ બનાવે છે તે શરીરની માઇક્રોસ્કોપિક રચનાનો ઉલ્લેખ કર્યા વિના.

થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમ– ભૌતિક સિસ્ટમ, મોટી સંખ્યામાં કણો (અણુઓ અને પરમાણુઓ) નો સમાવેશ થાય છે જે થર્મલ ગતિમાંથી પસાર થાય છે અને, એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને, ઊર્જાનું વિનિમય કરે છે.

થર્મોડાયનેમિક્સ માત્ર સંતુલન અવસ્થાઓને ધ્યાનમાં લે છે.

સંતુલન સ્થિતિઓ - રાજ્યો કે જેમાં થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમના પરિમાણો સમય સાથે બદલાતા નથી.

થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયા- મધ્યવર્તી અવસ્થાઓના ક્રમ (થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમમાં કોઈપણ ફેરફાર) દ્વારા સિસ્ટમનું પ્રારંભિક સ્થિતિથી અંતિમ સ્થિતિમાં સંક્રમણ.

થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ

આંતરિક ઊર્જા- ઊર્જાનો સરવાળો ધરાવતી ઊર્જા પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓઅને પરમાણુઓની થર્મલ ગતિની ઊર્જા, ફક્ત તેના પર આધાર રાખે છે થર્મોડાયનેમિક સ્થિતિસિસ્ટમો

બદલવાની રીતો આંતરિક ઊર્જા :

1. પ્રતિબદ્ધતા યાંત્રિક કાર્ય.
2. હીટ એક્સચેન્જ (હીટ ટ્રાન્સફર)

હીટ એક્સચેન્જ- એક શરીરમાંથી બીજા શરીરમાં આંતરિક ઊર્જાનું ટ્રાન્સફર.

હીટ એક્સચેન્જ

ડિસબલાઈમેશન

ઉત્તેજન

બાષ્પીભવન

ઘનીકરણ

સ્ફટિકીકરણ

ગલન

ગરમીનું પ્રમાણ (Q, J)- ઊર્જાનું માપ

ગરમીનું પ્રમાણ:

થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ

થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમનું નિવેદન:

કામ પતાવવું

પ્રશ્ન 2 - ઊર્જા સ્થાનાંતરિત (ઉર્જાનો "શેષ" સ્થાનાંતરિત થાય છે)

હીટ એન્જિન ચક્રીય રીતે કાર્ય કરે છે. ચક્રના અંતે, શરીર તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછું આવે છે, જ્યારે આંતરિક ઊર્જા ચાલુ થાય છે પ્રારંભિક મૂલ્ય. ચક્રનું કાર્ય ફક્ત દ્વારા જ પૂર્ણ કરી શકાય છે બાહ્ય સ્ત્રોતો, કાર્યકારી પ્રવાહીને ગરમી સપ્લાય કરે છે.

વાસ્તવિક હીટ એન્જિન ખુલ્લા ચક્રમાં કાર્ય કરે છે, એટલે કે. વિસ્તરણ પછી, ગેસ છોડવામાં આવે છે, અને ગેસનો નવો ભાગ મશીનમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

ગુણાંક ઉપયોગી ક્રિયા

કાર્યક્ષમતા ( η ) - કામ સંબંધ એ ચક્ર દીઠ કાર્યકારી પ્રવાહી દ્વારા પરિપૂર્ણ, ગરમીની માત્રા સુધી પ્ર સમાન ચક્ર માટે પરિણામી કાર્યકારી પ્રવાહી.

η = · 100% = · 100% = · 100%

કાર્યક્ષમતા હીટ એન્જિનની કાર્યક્ષમતાની ડિગ્રી દર્શાવે છે અને તે માત્ર હીટર અને રેફ્રિજરેટરના તાપમાન પર આધારિત છે.

ü માટે કાર્યક્ષમતામાં વધારોહીટ એન્જિન સાથે, તમે હીટરનું તાપમાન વધારી શકો છો અને રેફ્રિજરેટરનું તાપમાન ઘટાડી શકો છો;

ü કાર્યક્ષમતા હંમેશા છે< 1

થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ

થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમ પ્રકૃતિમાં બનતી અને ઊર્જાના પરિવર્તન સાથે સંકળાયેલી પ્રક્રિયાઓની દિશા નક્કી કરે છે.

થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા કાયદાના નિવેદનો:

1. થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયા અશક્ય છે, જેના પરિણામે પ્રકૃતિમાં કોઈપણ અન્ય ફેરફારો વિના ગરમી ઠંડા શરીરમાંથી વધુ ગરમ શરીરમાં સ્થાનાંતરિત થશે.
2. પ્રકૃતિમાં પ્રક્રિયા શક્ય નથી, જેનું એકમાત્ર પરિણામ એ છે કે ચોક્કસ શરીરમાંથી પ્રાપ્ત થતી તમામ ગરમીનું કાર્યમાં રૂપાંતર.

થર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો કાયદો કોઈપણ સ્ત્રોતના આંતરિક ઊર્જા અનામતને વધુ સ્થાનાંતરિત કર્યા વિના તેનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાને નકારે છે. નીચું સ્તર, એટલે કે રેફ્રિજરેટર નથી.

ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના ફંડામેન્ટલ્સ

ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ- ગુણધર્મોનું વિજ્ઞાન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર.

1. ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ
- ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સની એક શાખા જે બાકીના સમયે ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ થયેલા શરીરનો અભ્યાસ કરે છે.
પ્રાથમિક કણોઇમેઇલ હોઈ શકે છે ચાર્જ કરો, પછી તેમને ચાર્જ કહેવામાં આવે છે; કણો વચ્ચેના અંતર પર આધાર રાખતા દળો સાથે એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, પરંતુ પરસ્પર ગુરુત્વાકર્ષણના દળો કરતા અનેક ગણા વધી જાય છે (આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક કહેવામાં આવે છે).
ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ - મુખ્ય સ્કેલર ભૌતિક જથ્થો જે તીવ્રતા નક્કી કરે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ(q, Cl).

1 C - 1 સેકન્ડમાં પસાર થતો ચાર્જ ક્રોસ વિભાગ 1 A ના પ્રવાહ પર વાહક.
ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના 2 ચિહ્નો છે: હકારાત્મક અને નકારાત્મક.
સમાન ચાર્જવાળા કણો ભગાડે છે અને વિપરીત ચાર્જવાળા કણો આકર્ષે છે.
પ્રોટોનમાં સકારાત્મક ચાર્જ હોય ​​છે, ઇલેક્ટ્રોન પાસે નકારાત્મક ચાર્જ હોય ​​છે, અને ન્યુટ્રોન ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ હોય છે.
પ્રાથમિક ચાર્જ- ન્યૂનતમ ચાર્જ કે જે વિભાજિત કરી શકાતો નથી.
શરીર ચાર્જ થાય છે, જો તેમાં કોઈપણ ચિહ્નના વધારાના શુલ્ક હોય તો:
નકારાત્મક ચાર્જ - જો ત્યાં ઇલેક્ટ્રોન વધુ હોય;
સકારાત્મક ચાર્જ - જો ત્યાં ઇલેક્ટ્રોનની અભાવ હોય.
શરીરનું વિદ્યુતીકરણ - ચાર્જ્ડ બોડી મેળવવાની એક રીત.

આ કિસ્સામાં, બંને સંસ્થાઓ ચાર્જ કરવામાં આવે છે, અને ચાર્જ ચિહ્નમાં વિરુદ્ધ છે, પરંતુ તીવ્રતામાં સમાન છે.

ચુંબક

ચુંબકમાં બે ધ્રુવો હોય છે: એસ (દક્ષિણ) અને એન (ઉત્તરીય), જેની પાસે છે સૌથી મોટી તાકાતઆકર્ષણ

ચુંબકના ધ્રુવોની જેમ એકબીજાને ભગાડે છે, અને વિરોધી ધ્રુવો આકર્ષે છે.

ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાક્ષણિકતાઓ:

ચુંબકીય પ્રવાહ(F, Wb) – સાઇટમાં પ્રવેશતી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન રેખાઓની સંખ્યા.

ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ(N, A/m) – એક એવો જથ્થો કે જે પર્યાવરણને ધ્યાનમાં લીધા વિના કંડક્ટરમાં મેક્રોકરન્ટ્સ (વિદ્યુત સર્કિટના વાયરમાં વહેતા પ્રવાહો) દ્વારા બનાવેલ અવકાશમાં કોઈપણ બિંદુએ ચુંબકીય ક્ષેત્રને લાક્ષણિકતા આપે છે.

B = μs N

માટે રેક્ટીલીનિયર વર્તમાન: N = ;

કેન્દ્રમાં પરિપત્ર પ્રવાહ: N = ;

સોલેનોઇડની મધ્યમાં: H = .

પદાર્થની ચુંબકીય અભેદ્યતા

ચુંબકીય ઇન્ડક્શનનું મૂલ્ય તે વાતાવરણ પર આધારિત છે જેમાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર અસ્તિત્વમાં છે. આપેલ વાતાવરણમાં ક્ષેત્રમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B નો ગુણોત્તર શૂન્યાવકાશમાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B o ને દર્શાવે છે ચુંબકીય ગુણધર્મોઆપેલ વાતાવરણ અને તેને પદાર્થની સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા કહેવામાં આવે છે - µ.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન

ઇન્ડક્શન કરંટ મેળવવા માટેની પદ્ધતિઓ:

ઘટના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન - બંધ વાહક સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઘટના, જે ક્યાં તો સમય-વિવિધ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આરામ કરે છે, અથવા સતત ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફરે છે જેથી સર્કિટમાં પ્રવેશ કરતી ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇનની સંખ્યામાં ફેરફાર થાય છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શન લાઇનની સંખ્યા જેટલી ઝડપથી બદલાય છે, પ્રેરિત પ્રવાહ વધારે છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનનો કાયદો:

સર્કિટમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ શક્ય છે જો મફત શુલ્કબાહ્ય દળો કંડક્ટર પર કાર્ય કરે છે. આ દળોનું કાર્ય એકમને ખસેડવાનું છે હકારાત્મક ચાર્જબંધ લૂપ સાથે ઇએમએફ કહેવાય છે. જ્યારે બદલાય છે ચુંબકીય પ્રવાહસમોચ્ચ દ્વારા મર્યાદિત સપાટી દ્વારા, બાહ્ય દળો સમોચ્ચમાં દેખાય છે, જેની ક્રિયા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે પ્રેરિત emf.
લેન્ઝના નિયમ મુજબ, ઇન્ડક્શન પ્રવાહની દિશાને ધ્યાનમાં લેતા:

બંધ લૂપમાં પ્રેરિત ઇએમએફ એ લૂપ દ્વારા બંધાયેલ સપાટી દ્વારા ચુંબકીય પ્રવાહના ફેરફારના દરની બરાબર છે, જે વિરુદ્ધ ચિહ્ન સાથે લેવામાં આવે છે.

વોર્ટેક્સ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ

સ્થિર વાહકમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ઘટનાનું કારણ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર છે.
બંધ સર્કિટની હાજરી કે ગેરહાજરીને ધ્યાનમાં લીધા વિના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં કોઈપણ ફેરફાર પ્રેરક વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે અને જો વાહક ખુલ્લું હોય, તો તેના છેડે સંભવિત તફાવત ઊભો થાય છે; જો કંડક્ટર બંધ હોય, તો તેમાં પ્રેરિત પ્રવાહ જોવા મળે છે.

એડી પ્રવાહો:

ઇન્ડક્શન પ્રવાહોવિશાળ વાહકમાં ફોકોલ્ટ કરંટ કહેવાય છે. ફૌકોલ્ડિયન પ્રવાહો ખૂબ જ પહોંચી શકે છે મોટા મૂલ્યો, કારણ કે મોટા વાહકનો પ્રતિકાર ઓછો છે. તેથી, ટ્રાન્સફોર્મર કોરો ઇન્સ્યુલેટેડ પ્લેટોમાંથી બનાવવામાં આવે છે.
ફેરાઇટ્સમાં - ચુંબકીય ઇન્સ્યુલેટર એડી કરંટવ્યવહારિક રીતે ઊભી થતી નથી.

ઉપયોગ એડી કરંટ

શૂન્યાવકાશમાં ધાતુઓને ગરમ કરવું અને ગલન કરવું, વિદ્યુત માપન સાધનોમાં ડેમ્પર્સ.

હાનિકારક અસરએડી કરંટ

આ પ્રકાશનને કારણે ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને જનરેટરના કોરોમાં ઉર્જાનું નુકસાન છે મોટી માત્રામાંગરમી

સ્વ-ઇન્ડક્શન

સ્વ-ઇન્ડક્શનની ઘટના- સર્કિટમાં પ્રેરિત ઇએમએફની ઘટના, જે સમાન સર્કિટમાં વહેતા પ્રવાહના ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ફેરફારને કારણે થાય છે.

સર્કિટમાં સ્વ-ચુંબકીય ક્ષેત્ર ડીસીસર્કિટ બંધ અને ખોલવાની ક્ષણો અને જ્યારે વર્તમાન તાકાત બદલાય છે ત્યારે ફેરફારો.

ઇન્ડક્ટન્સ (સ્વ-ઇન્ડક્શન ગુણાંક) – એક ભૌતિક જથ્થો જે નિર્ભરતા દર્શાવે છે સ્વ-પ્રેરિત ઇએમએફકંડક્ટરના કદ અને આકાર પર અને પર્યાવરણ પર કે જેમાં કંડક્ટર સ્થિત છે.
કોઇલનું ઇન્ડક્ટન્સ આના પર આધાર રાખે છે:
વળાંકની સંખ્યા, કોઇલનું કદ અને આકાર અને માધ્યમની સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા (કદાચ કોર).

વર્તમાનના ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જા

વર્તમાન વહન કરતા વાહકની આસપાસ એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર છે જે ઊર્જા ધરાવે છે.
ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઊર્જા વર્તમાનની આંતરિક ઊર્જા જેટલી છે.
વર્તમાનની સ્વ-ઉર્જા સંખ્યાત્મક રીતે સર્કિટમાં કરંટ બનાવવા માટે સેલ્ફ-ઇન્ડક્શન ઇએમએફને દૂર કરવા માટે વર્તમાન સ્ત્રોતે કરવું જોઈએ તે કાર્યની સમાન છે.

એસી

એસી- વર્તમાન દિશા અને તીવ્રતામાં બદલાતી રહે છે હાર્મોનિક કાયદો.

RMS વર્તમાન મૂલ્ય- પ્રત્યક્ષ પ્રવાહની મજબૂતાઈ જે વૈકલ્પિક પ્રવાહની જેમ તે જ સમય દરમિયાન વાહકમાં સમાન પ્રમાણમાં ગરમી છોડે છે. હું =

ત્વરિત વર્તમાન મૂલ્ય ત્વરિત વોલ્ટેજ મૂલ્યના પ્રમાણસર છે અને તબક્કામાં છે: i = = હું cos ωt

વૈકલ્પિક વોલ્ટેજનું અસરકારક મૂલ્ય વર્તમાનના અસરકારક મૂલ્યની સમાન રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે યુ =

ત્વરિત વોલ્ટેજ મૂલ્ય હાર્મોનિક કાયદા અનુસાર બદલાય છે: u = U m cos ωt

સક્રિય પ્રતિકાર- વિદ્યુત ઉપકરણો કે જે વિદ્યુત ઊર્જાને આંતરિક ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે (ઉચ્ચ-પ્રતિરોધક વાયર, હીટિંગ કોઇલ, રેઝિસ્ટર).

શક્તિ એસી.

જ્યારે વર્તમાન અને વોલ્ટેજ ઓસિલેશનના તબક્કાઓ એકરૂપ થાય છે, ત્યારે વૈકલ્પિક પ્રવાહની ત્વરિત શક્તિ સમાન છે:

p = iu = i 2 R = I m U m cos 2ωt

વૈકલ્પિક વર્તમાન સમયગાળામાં સરેરાશ પાવર મૂલ્ય છે: p =

AC સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસીટન્સ:

1. ઇન્ડક્ટન્સ

વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ સર્કિટ સાથે જોડાયેલ કોઇલમાં, વર્તમાન તાકાત સર્કિટમાં વર્તમાન તાકાત કરતાં ઓછી હોય છે. ડીસી વોલ્ટેજસમાન કોઇલ માટે. પરિણામે, વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ સર્કિટમાં કોઇલ ડાયરેક્ટ વોલ્ટેજ સર્કિટ કરતાં વધુ પ્રતિકાર બનાવે છે.

વોલ્ટેજ દ્વારા તબક્કામાં વર્તમાન તરફ દોરી જાય છે π/2

પ્રેરક પ્રતિક્રિયા છે : X L = ωL = 2πνL

ઓહ્મનો કાયદો: I m = , જ્યાં Lω પ્રેરક પ્રતિક્રિયા છે.

2. ક્ષમતા

જ્યારે કેપેસિટર ડીસી વોલ્ટેજ સર્કિટ સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે વર્તમાન શૂન્ય હોય છે, અને જ્યારે કેપેસિટર એસી વોલ્ટેજ સર્કિટ સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે વર્તમાન શૂન્ય હોતો નથી. તેથી, AC વોલ્ટેજ સર્કિટમાં કેપેસિટર ડીસી સર્કિટ કરતાં ઓછો પ્રતિકાર બનાવે છે.

ક્ષમતા સમાન છે: X C = =

વિદ્યુત સર્કિટમાં પડઘો.

પડઘોઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાં - એક ઘટના તીવ્ર વધારોકંપનવિસ્તાર દબાણયુક્ત ઓસિલેશનવર્તમાન જ્યારે ફ્રીક્વન્સીઝ ω 0 = ω એકરૂપ થાય છે, જ્યાં ω 0 એ ઓસીલેટરી સર્કિટની કુદરતી આવર્તન છે, ω એ સપ્લાય વોલ્ટેજની આવર્તન છે.

ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની ઘટના પર આધારિત છે.

નિષ્ક્રિય ઝડપે કામગીરીનો સિદ્ધાંત, એટલે કે. R n વગર:

ε ind1/ε ind2= ω 1 /ω 2 = k, જ્યાં ε ind1અને ε ind2– વિન્ડિંગ્સમાં પ્રેરિત emf, ω 1 અને ω 2 - વિન્ડિંગ્સમાં વળાંકોની સંખ્યા,

k - પરિવર્તન ગુણાંક.

જો k > 1 , પછી ટ્રાન્સફોર્મર વોલ્ટેજ નીચે જાય છે; જો k< 1 , પછી ટ્રાન્સફોર્મર વોલ્ટેજ વધારે છે. જ્યારે નિષ્ક્રિય હોય ત્યારે, ટ્રાન્સફોર્મર નેટવર્કમાંથી થોડી માત્રામાં ઉર્જા વાપરે છે, જે તેના કોરના ચુંબકીયકરણને ઉલટાવીને ખર્ચવામાં આવે છે.

હાઇ-પાવર વૈકલ્પિક પ્રવાહોને રૂપાંતરિત કરવા માટેના ટ્રાન્સફોર્મર્સમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા હોય છે.

પ્રસારણ વિદ્યુત ઊર્જા:

5. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશન અને તરંગો

ઓસીલેટરી સર્કિટ- એક સર્કિટ જેમાં વિદ્યુત ક્ષેત્રની ઉર્જા ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઉર્જા અને ઊલટું રૂપાંતરિત થઈ શકે છે.

ઇલેક્ટ્રિક ઓસીલેટરી સર્કિટ - બંધ લૂપમાં એકબીજા સાથે જોડાયેલ કેપેસિટર અને કોઇલ ધરાવતી સિસ્ટમ ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ

ઉપલબ્ધ છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પંદનો - બાહ્ય સ્ત્રોતોમાંથી ઉર્જાનો વપરાશ કર્યા વિના કેપેસિટરની પ્લેટો વચ્ચે કોઇલમાં વર્તમાન અને વોલ્ટેજમાં સમયાંતરે ફેરફારોનું પુનરાવર્તન.

જો સમોચ્ચ "આદર્શ" છે, એટલે કે. વિદ્યુત પ્રતિકારબરાબર 0 X L = X C ω =

T = 2π – થોમસન સૂત્ર (મુક્ત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશનનો સમયગાળો ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટ)

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર – ખાસ આકારપદાર્થ, ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો સમૂહ.

વેરિયેબલ ઇલેક્ટ્રિકલ અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોએકસાથે અસ્તિત્વ ધરાવે છે અને એક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર બનાવે છે.

ü જ્યારે ચાર્જની ઝડપ શૂન્ય હોય છે, ત્યારે માત્ર એક વિદ્યુત ક્ષેત્ર હોય છે.

ü ક્યારે સતત ગતિચાર્જ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર બનાવે છે.

ü ચાર્જની ઝડપી હિલચાલ સાથે, એક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ ઉત્સર્જિત થાય છે, જે અવકાશમાં મર્યાદિત ગતિએ ફેલાય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રની સામગ્રી:

ü તમે નોંધણી કરાવી શકો છો

ü આપણી ઇચ્છા અને ઇચ્છાઓથી સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વ ધરાવે છે

ü ઊંચી પરંતુ મર્યાદિત ગતિ ધરાવે છે

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો

3 × 10 8 m/s ની ઝડપે અવકાશમાં (વેક્યૂમ) પ્રસરણ સમય પ્રમાણે બદલાતું ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રના પ્રસારની મર્યાદિત ગતિ એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે અવકાશમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશન તરંગોના સ્વરૂપમાં ફેલાય છે.

એન્ટેનાથી દૂર, વેક્ટર E અને B ના મૂલ્યો તબક્કામાં છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગની ઘટના માટેની મુખ્ય સ્થિતિ એ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ઝડપી ગતિ છે.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ ઝડપ: υ = νλ λ = = υ2π

તરંગ ગુણધર્મો:

Ø પ્રતિબિંબ, રીફ્રેક્શન, હસ્તક્ષેપ, વિવર્તન, ધ્રુવીકરણ;

Ø પદાર્થ પર દબાણ;

Ø પર્યાવરણ દ્વારા શોષણ;

શૂન્યાવકાશમાં પ્રચારની અંતિમ ગતિ સાથે;

Ø ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરની ઘટનાનું કારણ બને છે;

Ø માધ્યમમાં ઝડપ ઘટે છે.

6. વેવ ઓપ્ટિક્સ

ઓપ્ટિક્સ- ભૌતિકશાસ્ત્રની શાખા જે અભ્યાસ કરે છે પ્રકાશ ઘટના.
દ્વારા આધુનિક વિચારોપ્રકાશ દ્વિ પ્રકૃતિ ધરાવે છે (તરંગ-કણ દ્વૈત): પ્રકાશ ધરાવે છે તરંગ ગુણધર્મોઅને રજૂ કરે છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો, પરંતુ તે જ સમયે તે કણોનો પ્રવાહ પણ છે - ફોટોન. પ્રકાશ શ્રેણી પર આધાર રાખીને, તેઓ અંદર દેખાય છે વધુ હદ સુધીચોક્કસ ગુણધર્મો.

શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ:

સમસ્યાઓ હલ કરતી વખતે, મૂલ્ય c = 3 × 10 8 km/s સામાન્ય રીતે ગણતરી માટે લેવામાં આવે છે.

પ્રકાશનું પ્રતિબિંબ

તરંગ સપાટી એ સમાન તબક્કામાં ઓસીલેટીંગ બિંદુઓનો સમૂહ છે.
હ્યુજેન્સનો સિદ્ધાંત: દરેક બિંદુ કે જ્યાં વિક્ષેપ પહોંચ્યો છે તે પોતે ગૌણ ગોળાકાર તરંગોનો સ્ત્રોત બની જાય છે.
પ્રકાશ પ્રતિબિંબના નિયમો
MN - પ્રતિબિંબીત સપાટી
એએ 1 અને બીબી 1 - ઘટનાના કિરણો વિમાન તરંગ
AA 2 અને BB 2 - પ્રતિબિંબિત સમતલ તરંગ કિરણો
એસી - તરંગ સપાટીઘટના વિમાન તરંગ ઘટના કિરણો માટે લંબરૂપ છે
DB - પ્રતિબિંબિત કિરણોને લંબરૂપ પરાવર્તિત સમતલ તરંગની તરંગ સપાટી
α - ઘટના કોણ (ઘટનાના બીમ વચ્ચે અને પ્રતિબિંબિત સપાટીને લંબરૂપ)
β - પ્રતિબિંબ કોણ (પ્રતિબિંબિત કિરણની વચ્ચે અને પ્રતિબિંબિત સપાટીને લંબરૂપ)
પ્રતિબિંબના નિયમો:
1. આકસ્મિક કિરણ, પ્રતિબિંબિત કિરણ અને કિરણની ઘટનાના બિંદુ પર પુનઃનિર્માણ થયેલ કાટખૂણે એક જ સમતલમાં સ્થિત છે.
2. ઘટના કોણ કોણ સમાનપ્રતિબિંબ

પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન

પ્રકાશનું રીફ્રેક્શન એ બે માધ્યમો વચ્ચેના ઇન્ટરફેસમાંથી પસાર થતી વખતે પ્રકાશના પ્રસારની દિશામાં ફેરફાર છે.
પ્રકાશ રીફ્રેક્શનના નિયમો:

1. ઘટના બીમ અને રીફ્રેક્ટેડ બીમ એક જ પ્લેનમાં બે માધ્યમો વચ્ચેના ઈન્ટરફેસ પર લંબ સાથે આવેલા છે, જે બીમની ઘટનાના બિંદુએ પુનઃસ્થાપિત થાય છે.
2. આપેલ બે માધ્યમો માટે અપન કોણની સાઈન અને અપક્રિયાના કોણની સાઈનનો ગુણોત્તર એ સ્થિર મૂલ્ય છે

જ્યાં n છે સંબંધિત સૂચકવક્રીભવન (અન્યથા પ્રથમની તુલનામાં બીજા માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ)
રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ

ભૌતિક અર્થ: તે બતાવે છે કે જે માધ્યમમાંથી બીમ બહાર નીકળે છે તે માધ્યમમાં પ્રકાશની ઝડપ તે જે માધ્યમમાં પ્રવેશે છે તેના પ્રકાશની ઝડપ કરતાં કેટલી વાર વધારે છે.

સંપૂર્ણ આંતરિક પ્રકાશ પ્રતિબિંબ

દો સંપૂર્ણ સૂચકપ્રથમ માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ બીજા માધ્યમના સંપૂર્ણ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કરતાં મોટો છે
, એટલે કે, પ્રથમ માધ્યમ ઓપ્ટીકલી ગીચ છે.
પછી, જો તે મોકલે