Дүрмээр бол температур буурах тусам нягтрал нь нэмэгддэг боловч нягтрал нь өөр өөр байдаг бодисууд байдаг, жишээлбэл, ус, хүрэл, цутгамал төмөр. Тиймээс усны нягт нь 4 ° C-д хамгийн их утгатай бөгөөд энэ тоотой харьцуулахад температур нэмэгдэх ба буурах үед буурдаг.

Агрегацын төлөв өөрчлөгдөхөд бодисын нягт нь огцом өөрчлөгддөг: хийн төлөвөөс шингэн рүү шилжих, шингэн хатуурах үед нягтрал нэмэгддэг. Энэ дүрэмд үл хамаарах зүйл бол ус нь хатуурах тусам түүний нягтрал буурдаг.

Тодорхой стандарт физик нөхцөлд хоёр бодисын P. харьцааг харьцангуй P. гэж нэрлэдэг: шингэн ба хатуу бодисэнэ нь ихэвчлэн 40С-ийн нэрмэл усны P.-тэй, хийн хувьд - хэвийн нөхцөлд хуурай агаар эсвэл устөрөгчийн P.-тэй холбоотой тодорхойлогддог.

P.-ийн SI нэгж нь кг/м 3 , г/см 3 нэгжийн CGS системд . Практикт системийн бус P нэгжийг бас ашигладаг. г/л, т/м 3 гэх мэт.

Бодисын нягтыг хэмжихийн тулд нягтрал хэмжигч, пикнометр, гидрометр, гидростатик жинг ашигладаг (Мора балансыг үзнэ үү). . Доктор. Нягтыг тодорхойлох аргууд нь нягтыг тухайн бодисын төлөв байдлын параметрүүдтэй холбох эсвэл тухайн бодисын нягтралаас хамаарах үйл явцын хамаарал дээр суурилдагхамгийн тохиромжтой хий -аар тооцоолж болнотөлөвийн тэгшитгэл r = pm/RT, хаана p нь хийн даралт, m нь түүниймолекул жин (молийн масс), R -хийн тогтмол , T - үнэмлэхүй температур, эсвэл жишээлбэл, хэт авианы тархалтын хурдаар тодорхойлогддог (энд b нь адиабат байнашахах чадвар хий).

Байгалийн бие ба орчны P утгын хүрээ нь маш өргөн юм. Тиймээс од хоорондын орчны нягтрал 10 -21-ээс хэтрэхгүй байна кг/м 3 , Нарны дундаж P. нь 1410 байна кг/м 3 , Дэлхий - 5520 кг/м 3 , хамгийн өндөр P. металлууд - 22,500 кг/м 3 (осми), P. бодисууд атомын цөмүүд - 10 17 кг/м 3 , Эцэст нь нейтрон оддын нягт 10 20 хүрч магадгүй юм. кг/м 3 .

Даралт хэмжигчнь шингэн болон хийн бодисын даралтыг хэмжих зориулалттай хоолой хэлбэртэй пүрш бүхий ган эсвэл хуванцар дугуйнаас бүтсэн механик хэмжих хэрэгсэл юм.

Механик даралт хэмжигчдэд мэдрэгчийн элементийн тусламжтайгаар хэмжсэн даралтыг механик хөдөлгөөн болгон хувиргаж, сум эсвэл тоолох механизмын бусад хэсгүүдийн механик хазайлтыг үүсгэж, хэмжилтийн үр дүнг бүртгэж, дохиоллын төхөөрөмж, даралтыг тогтворжуулдаг. хяналттай объектын системүүд. Механик даралт хэмжигчдийн мэдрэмтгий элемент болгон хоолойн булаг, гармоник (хөөрөг) ба хавтгай мембран болон бусад хэмжих механизмуудыг ашигладаг бөгөөд даралтын нөлөөн дор тусгай булгийн уян хатан хэв гажилт эсвэл уян хатан байдал үүсдэг.

Нарийвчлалын дагуу бүх механик даралт хэмжигчийг техникийн, хяналт, стандарт гэж хуваадаг. Техникийн даралт хэмжигч нь нарийвчлалын ангилал 1.5; 2.5; 4; хяналт 0.5; 1.0; үлгэр жишээ 0.16; 0.45.

Хэмжигч гуурсан пүршнүүд нь дугуй нумын дагуу, мушгиа эсвэл спираль шугамын дагуу нугалж, нэг буюу хэд хэдэн эргэлттэй, зууван эсвэл бусад хөндлөн огтлолтой хөндий хоолой юм. Практикт ихэвчлэн ашиглагддаг ердийн загвар нь нэг эргэлттэй булаг ашигладаг. зарчимтай ба блок диаграмНэг эргэлттэй хоолой хэлбэрийн пүрш бүхий даралт хэмжигчийг 2-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 2. Механик даралт хэмжигч ба түүний шинж чанар

Даралтын пүршний 5-ын төгсгөл нь холбох хэрэгсэлд гагнагдсан байна 1. Хоёр дахь гагнасан төгсгөл K нь саваагаар 3-аар араа секторын хөшүүрэг 4-тэй нугастай холбогдсон байна 4. Секторын шүд нь угсрагдсан хөтөчтэй араа 6-тай холбогддог. сумны 7-р тэнхлэгт 9. Шүдний завсараас үүссэн сумны чичиргээг арилгахын тулд араа төмөр нь спираль пүрш 2-ыг ашигладаг бөгөөд түүний төгсгөлүүд нь орон сууц, тэнхлэгт холбогдсон байна 7. Дотор нь тогтмол хуваарь байдаг. сум.

Дотор болон гадна талын даралтын зөрүүний нөлөөн дор хоолойн булаг нь хөндлөн огтлолын хэлбэрийг өөрчилдөг бөгөөд үүний үр дүнд битүүмжилсэн төгсгөл K нь үйл ажиллагааны даралтын зөрүүтэй пропорциональ хөдөлдөг.

Механик даралт хэмжигчний блок диаграмм (Зураг 2, б) нь I, II, III гурван шугаман холбоосоос бүрдэх бөгөөд тэдгээрийн статик шинж чанарыг графикаар харуулсан ба гуурсан пүршний чөлөөт төгсгөлийн хөдөлгөөн хаана байна. , эхнийх нь төв өнцөгхоолой хэлбэрийн булаг. Бүх холбоосын шугаман байдлаас шалтгаалан даралт хэмжигчний ерөнхий статик шинж чанар нь шугаман бөгөөд масштаб нь жигд байна. I холбоосын оролтын утга нь хэмжсэн даралт, гаралтын утга нь хэмжигч пүршний чөлөөт (гагнасан) төгсгөлийн хөдөлгөөн юм5. Араа секторын хөшүүрэг 4 бүхий саваа 3 нь хоёр дахь холбоосыг бүрдүүлдэг. II холбоосын оролтын утга нь , гаралтын утга нь манометрийн пүршний төгсгөлийн өнцгийн хазайлт юм. III холбоосын оролтын утга (III холбоос нь жолоодлогын араа 6-тай холбогдсон арааны сектор) өнцгийн хазайлт, гаралт нь 8-р масштабын тэг тэмдэгээс 9-р заагчийн өнцгийн хазайлт юм.

Механик даралт хэмжигчийг вакуум багатай бүсэд хэмжилт хийхэд ашигладаг. Деформацийн даралт хэмжигчдэд индикатортой холбоотой уян харимхай элемент нь хэмжсэн ба жишиг даралтын (агаар мандал эсвэл өндөр вакуум) хоорондын зөрүүний нөлөөн дор гулзайлгадаг. BC-7 цувралын хөөрөгний үйлдвэрлэлийн даралт хэмжигчдэд хэмжсэн даралт нь хөөрөгний хөдөлгөөнийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бичигч рүү дамждаг. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь 760 торр хүртэлх шугаман масштабтай, 1.6% нарийвчлалтай байдаг.

Сэдвийн хураангуй:

Агаарын нягтрал

Төлөвлөгөө:

Танилцуулга

• 1 Загвар доторх харилцаа хамгийн тохиромжтой хий
  • 1.1 Температур, даралт, нягтрал
  • 1.2 Агаарын чийгшлийн нөлөө
  • 1.3 Тропосфер дахь өндрийн нөлөө
Тэмдэглэл

Танилцуулга

Агаарын нягтрал- нэгж эзэлхүүн дэх дэлхийн агаар мандлын хийн масс буюу тодорхой таталцалбайгалийн нөхцөлд агаар. Хэмжээ агаарын нягтралхэмжилтийн өндөр, түүний температур, чийгшлийн функц юм. Ихэвчлэн стандарт утгыг 1.225 кг ⁄ м гэж үздэг 3 , энэ нь далайн түвшний 15°С-ийн хуурай агаарын нягттай тохирч байна.

1. Идеал хийн загвар доторх харилцаа

1.1. Температур, даралт, нягтрал

Хуурай агаарын нягтыг өгөгдсөн температурт хамгийн тохиромжтой хийн Клапейроны тэгшитгэлийг ашиглан тооцоолж болно.

ба даралт: ρ Энд - агаарын нягтрал,х - үнэмлэхүй даралт,Р - Хуурай агаарын хувийн хийн тогтмол (287.058 Ж / (кг К)),Т

• - Кельвин дахь үнэмлэхүй температур. Тиймээс орлуулах замаар бид дараахь зүйлийг авна. стандарт уур амьсгалдОлон улсын холбоо
• 20 ° C, 101.325 кПа, хуурай агаарт агаар мандлын нягт 1.2041 кг ⁄ м³ байна.

Доорх хүснэгтэд харгалзах үндсэн дээр тооцоолсон янз бүрийн агаарын параметрүүдийг харуулав энгийн томъёонууд, температураас хамаарч (даралтыг 101.325 кПа гэж авсан)

1.2. Агаарын чийгшлийн нөлөө

Чийгшил гэдэг нь агаар дахь хийн усны уур байгааг хэлдэг бөгөөд хэсэгчилсэн даралт нь тухайн атмосферийн нөхцөлд ханасан уурын даралтын хэмжээнээс хэтрэхгүй байна. Агаарт усны уур нэмэгдэх нь түүний нягтрал буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь бага байдагтай холбоотой юм. молийн массус (18 г ⁄ моль) хуурай агаарын молийн масстай (29 г ⁄ моль) харьцуулахад. Чийглэг агаарыг холимог гэж үзэж болно хамгийн тохиромжтой хийнүүд, тус бүрийн нягтын хослол нь тэдгээрийн хольцод шаардлагатай утгыг олж авах боломжийг олгодог. Энэхүү тайлбар нь нягтын утгыг −10 ° C-аас 50 ° C хүртэлх температурын хязгаарт 0.2% -иас бага алдаатай тодорхойлох боломжийг олгодог бөгөөд дараах байдлаар илэрхийлж болно.

чийглэг агаарын нягт (кг ⁄ м³) хаана байна; - агаарын нягтрал, г- хуурай агаарын хэсэгчилсэн даралт (Па); - үнэмлэхүй даралт, г- хуурай агаарын бүх нийтийн хийн тогтмол (287.058 J ⁄ (кг К)); - Хуурай агаарын хувийн хийн тогтмол (287.058 Ж / (кг К)),- температур (K); - агаарын нягтрал, v- усны уурын даралт (Па) ба - үнэмлэхүй даралт, v- уурын бүх нийтийн тогтмол (461.495 Ж ⁄ (кг К)). Усны уурын даралтыг харьцангуй чийгшилээр тодорхойлж болно:

Хаана - агаарын нягтрал, v- усны уурын даралт; φ - харьцангуй чийгшилТэгээд - агаарын нягтрал, sat - ханасан уурын хэсэгчилсэн даралт, сүүлийнхийг дараах хялбаршуулсан илэрхийлэлээр илэрхийлж болно.

Энэ нь миллибараар үр дүнг өгдөг. Хуурай агаарын даралт - агаарын нягтрал, гэнгийн ялгаагаар тодорхойлогддог:

Хаана - агаарын нягтрал,авч үзэж буй системийн үнэмлэхүй даралтыг илэрхийлнэ.

1.3. Тропосфер дахь өндрийн нөлөө

Стандарт агаар мандалтай харьцуулахад даралт, температур, агаарын нягтын өндрөөс хамаарах хамаарал ( - агаарын нягтрал, 0 =101325 Па, T0=288.15 К, ρ 0 =1.225 кг/м³).

Тропосферийн тодорхой өндөрт агаарын нягтыг тооцоолохын тулд дараах параметрүүдийг ашиглаж болно (агаар мандлын параметрүүд нь стандарт атмосферийн утгыг илэрхийлнэ).

• далайн түвшний стандарт атмосферийн даралт - - агаарын нягтрал, 0 = 101325 Па;
• далайн түвшний стандарт температур - T0= 288.15 К;
• хурдатгал чөлөөт уналтдэлхийн гадаргуугаас дээш - g= 9.80665 м ⁄ сек 2 (эдгээр тооцооллын хувьд энэ нь өндрөөс үл хамаарах утга гэж тооцогддог);
• температурын уналтын хурд (Англи хэл) Орос. өндөртэй, тропосфер дотор -Л
• = 0.0065 К ⁄ м; - үнэмлэхүй даралт,бүх нийтийн хийн тогтмол -
• хуурай агаарын молийн масс - М= 0.0289644 кг ⁄ Моль.

Тропосферийн хувьд (жишээ нь температурын шугаман бууралтын бүс - энэ нь энд ашиглагддаг тропосферийн цорын ганц шинж чанар юм) өндөрт температур. hдалайн түвшнээс дээшийг дараах томъёогоор өгч болно.

Өндөрт даралт h:

Дараа нь өгөгдсөн h өндөрт харгалзах температур T ба даралтыг P-ийг томъёонд орлуулах замаар нягтыг тооцоолж болно.

Эдгээр гурван томьёог (температур, даралт, нягтын өндрөөс хамаарах хамаарал) баруун талд үзүүлсэн графикийг бүтээхэд ашигладаг. Графикуудыг хэвийн болгосон - тэдгээр нь параметрүүдийн ерөнхий байдлыг харуулдаг. Зөв тооцоолол хийх "тэг" утгыг холбогдох багажийн (термометр ба барометр) уншилтын дагуу сольж байх ёстой. одоогоордалайн түвшинд.

Үүсгэсэн дифференциал тэгшитгэлүүд (1.2, 1.4) нь шингэн эсвэл хийн шинж чанарыг агуулсан параметрүүдийг агуулна: нягтрал r , зуурамтгай чанар м , түүнчлэн сүвэрхэг орчны параметрүүд - сүвэрхэг байдлын коэффициентүүд м ба нэвчилт к . Цаашдын тооцооллын хувьд эдгээр коэффициентүүдийн даралтаас хамаарах хамаарлыг мэдэх шаардлагатай.

Дусал шингэний нягт. Дусал шингэнийг тогтмол шүүж авснаар түүний нягтыг даралтаас хамааралгүй, өөрөөр хэлбэл шингэнийг шахагдах боломжгүй гэж үзэж болно. r = const .

Тогтворгүй үйл явцын хувьд шингэний шахалтыг харгалзан үзэх шаардлагатай бөгөөд энэ нь тодорхойлогддог шингэний эзэлхүүний шахалтын харьцаа б . Энэ коэффициентийг ихэвчлэн тогтмол гэж үздэг:

-аас сүүлчийн тэгш байдлыг нэгтгэсэн анхны утгууддаралт p 0 ба нягтрал r 0 руу одоогийн утгууд, бид авах:

Энэ тохиолдолд бид авдаг шугаман хамааралнягт ба даралт.

Хийн нягт. Даралт ба температурын өөрчлөлт багатай шахагдах шингэн (хий) нь эзэлхүүний шахалтын коэффициент ба дулааны тэлэлт. Гэхдээ даралт, температурын томоохон өөрчлөлтөөр эдгээр коэффициентүүд өөрчлөгддөг өргөн хүрээнд, тиймээс идеал хийн нягтын даралт ба температураас хамаарах хамаарлыг үндэслэнэ Клейперон-Менделеевийн төлөвийн тэгшитгэл:

Хаана R’ = R/M м– хийн найрлагаас хамааран хийн тогтмол.

Агаар ба метан хийн тогтмол нь тэнцүү, R΄ агаар = 287 Ж/кг K˚; R΄ метан = 520 Ж/кг К˚.

Сүүлийн тэгшитгэлийг заримдаа дараах байдлаар бичдэг.

(1.50)

Сүүлийн тэгшитгэлээс харахад хийн нягт нь даралт, температураас хамаардаг тул хийн нягтыг мэддэг бол хийн даралт, температур, найрлагыг зааж өгөх шаардлагатай бөгөөд энэ нь тохиромжгүй юм. Тиймээс хэвийн ба стандарт физик нөхцлийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн.

Ердийн нөхцөлтемператур t = 0 ° C ба даралт p = 0.1013 ° МПа-д тохирно. Агаарын нягтрал хэвийн нөхцөлρ v.n.us = 1.29 кг/м 3-тай тэнцүү.

Стандарт нөхцөлтемператур t = 20 ° C ба даралт p = 0.1013 ° МПа-д тохирно. Стандарт нөхцөлд агаарын нягт нь ρ w.st.us = 1.22 кг/м 3-тай тэнцүү байна.

Тиймээс өгөгдсөн нөхцөлд мэдэгдэж буй нягтралаас хийн нягтыг даралт ба температурын бусад утгуудад тооцоолох боломжтой.

Усан сангийн температурыг эс тооцвол бид ирээдүйд ашиглах хамгийн тохиромжтой хийн төлөвийн тэгшитгэлийг олж авна.

Хаана z - төлөвийн хазайлтын зэргийг тодорхойлдог коэффициент жинхэнэ хийхамгийн тохиромжтой хийн хуулиас (хэт шахалтын коэффициент) ба өгөгдсөн хийн даралт ба температураас хамаарна z = z(p, T) . Хэт шахалтын коэффициентийн утгууд z Д.Брауны графикуудын дагуу тодорхойлно.

Газрын тосны зуурамтгай чанар. Туршилтаас харахад газрын тос (ханасан даралтаас дээш даралттай үед) болон хийн зуурамтгай чанар нь даралт ихсэх тусам нэмэгддэг. Даралтын мэдэгдэхүйц өөрчлөлттэй (100 МПа хүртэл) нөөцийн тос ба байгалийн хийн зуурамтгай чанар нь даралтаас хамаарах хамаарлыг экспоненциал гэж үзэж болно.

(1.56)

Даралтын бага зэргийн өөрчлөлтийн хувьд энэ хамаарал нь шугаман байна.

ба даралт: м 0 - тогтмол даралтын зуурамтгай чанар p 0 ; β м - газрын тос, хийн найрлагаас хамааран туршилтаар тодорхойлсон коэффициент.

Усан сангийн сүвэрхэг байдал. Сүвэрхэг байдлын коэффициент нь даралтаас хэрхэн хамааралтай болохыг олж мэдэхийн тулд шингэнээр дүүрсэн сүвэрхэг орчинд ажиллах хүчдэлийн тухай асуудлыг авч үзье. Шингэн дэх даралт буурах тусам сүвэрхэг орчны араг ясанд үзүүлэх хүч ихсэх тул сүвэрхэг чанар буурдаг.

Хатуу фазын хэв гажилт багатай тул сүвэрхэг байдлын өөрчлөлт нь даралтын өөрчлөлтөөс шугаман хамааралтай гэж ихэвчлэн үздэг. Чулуулгийн шахалтын хуулийг дараах байдлаар бичсэн байна Формацийн эзэлхүүний уян хатан байдлын илтгэлцүүр b c:

Хаана м 0 – даралт дахь сүвэрхэг байдлын коэффициент p 0 .

Лабораторийн туршилтуудянз бүрийн мөхлөгт чулуулгийн хувьд болон хээрийн судалгаагаар тогтоцын эзэлхүүний уян хатан байдлын коэффициент (0.3 - 2) 10 -10 Па -1 байна.

Даралт мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөхөд сүвэрхэг байдлын өөрчлөлтийг тэгшитгэлээр тодорхойлно.

ба томуудын хувьд - экспоненциал:

(1.61)

Хагарсан формацид нэвчилт нь даралтаас хамаарч сүвэрхэг хэлбэрээс илүү эрчимтэй өөрчлөгддөг тул хамаарлыг харгалзан хагарсан формацид k(p) мөхлөгтэй харьцуулахад илүү шаардлагатай.

Формац ба сүвэрхэг орчны шингэн ба хийн төлөв байдлын тэгшитгэл нь дифференциал тэгшитгэлийн системийг хаадаг.

Температур ба даралтын хийн нягтын нөлөөлөл Хий нь дусал шингэнээс ялгаатай нь их хэмжээний шахалт, даралтын шинж чанартай байдаг. өндөр үнэ цэнэдулааны тэлэлтийн коэффициент. Хийн нягтын даралт ба температураас хамаарах хамаарлыг төлөвийн тэгшитгэлээр тогтооно. Ихэнх энгийн шинж чанаруудмаш ховордсон хийтэй тул түүний молекулуудын харилцан үйлчлэлийг тооцохгүй байж болно. Энэ бол Менделеев-Клапейроны тэгшитгэл хүчинтэй байх хамгийн тохиромжтой (төгс) хий юм.

Хийн нягтын температур ба даралтын нөлөө p - үнэмлэхүй даралт; R - тодорхой хийн тогтмол, өөр өөр хийн хувьд өөр боловч температур, даралтаас хамааралгүй (агаарын хувьд R = 287 Ж / (кг К); T - үнэмлэхүй температур. Шингэрүүлэхээс алслагдсан нөхцөлд бодит хийн төлөв байдал нь хийнээс бага зэрэг ялгаатай байдаг. төгс хийн төлөв байдал, тэдгээрийн хувьд өргөн хүрээнд төгс хийн төлөвийн тэгшитгэлийг ашиглаж болно.

Температур ба даралтын хийн нягтралд үзүүлэх нөлөө Техникийн тооцоонд хийн нягтыг ихэвчлэн хэвийн гэж үздэг. физик нөхцөл: T=20°C; p = 101325 Па. Эдгээр нөхцөлд байгаа агаарын хувьд ρ=1.2 кг/м3 бусад нөхцөлд агаарын нягтыг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Температур ба даралтын хийн нягтын нөлөөлөл Энэ томъёоны дагуу изотерм процесс(T = const): Адиабат процесс нь гадны дулаан солилцоогүйгээр явагддаг процесс юм. Адиабат процессын хувьд k=ср/сv нь хийн адиабат тогтмол; cf - дулааны багтаамж, хий at тогтмол даралт; cv - ижил, тогтмол эзэлхүүнтэй.

Хийн нягтралд температур ба даралтын нөлөөлөл Хөдөлгөөнт урсгал дахь даралтын өөрчлөлтөөс хамаарч нягтын өөрчлөлтийн хамаарлыг тодорхойлдог чухал шинж чанар бол дууны тархалтын хурд a. IN нэгэн төрлийн орчиндууны тархалтын хурдыг дараах илэрхийллээр тодорхойлно: Агаарын хувьд a = 330 м/с; нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хувьд 261 м/с.

Хийн нягтралд температур ба даралтын нөлөөлөл Хийн эзэлхүүн нь температур, даралтаас ихээхэн хамаардаг тул дуслын шингэнийг судалсны үр дүнд гаргасан дүгнэлтийг зөвхөн авч үзэж буй үзэгдлийн хязгаарт өөрчлөлт орсон тохиолдолд л хийд хүргэх боломжтой. даралт ба температур нь ач холбогдолгүй юм. 3 Хийн нягтын мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг үүсгэдэг даралтын мэдэгдэхүйц ялгаа нь өндөр хурдтай хөдөлж байх үед үүсч болно. Хөдөлгөөний хурд ба түүний доторх дууны хурд хоорондын хамаарал нь тодорхой тохиолдол бүрт шахалтыг харгалзан үзэх шаардлагатайг дүгнэх боломжийг олгодог.

Температур ба даралтын хийн нягтралд үзүүлэх нөлөө Хэрэв шингэн эсвэл хий хөдөлж байвал түүнийг шахах чадварыг үнэлэхэд ашигладаггүй. үнэмлэхүй үнэ цэнэдууны хурд ба Мах тоо, харьцаатай тэнцүү байнаурсгалын хурдыг дууны хурд хүртэл. M = ν/a Хэрэв Махны тоо нь нэгдлээс хамаагүй бага бол дусал шингэн эсвэл хий нь бараг шахагдах боломжгүй гэж үзэж болно.

Хийн тэнцвэрт байдал Хэрэв хийн баганын өндөр нь бага байвал түүний нягтыг баганын өндрийн дагуу ижил гэж үзэж болно: дараа нь энэ баганаас үүссэн даралтыг гидростатикийн үндсэн тэгшитгэлээр тодорхойлно. At өндөрАгаарын баганын өөр өөр цэг дэх нягт нь ижил байхаа больсон тул гидростатик тэгшитгэл энэ тохиолдолд хамаарахгүй.

Хийн тэнцвэрт байдлыг харгалзан үзэх дифференциал тэгшитгэлүнэмлэхүй амрах тохиолдолд даралт ба нягтын утгыг түүнд орлуулахын тулд бид байна Энэ тэгшитгэлийг нэгтгэхийн тулд агаарын баганын өндрийн дагуу агаарын температурын өөрчлөлтийн хуулийг мэдэх шаардлагатай. Температурын өөрчлөлтийг өндөр эсвэл даралтын энгийн функцээр илэрхийлэх боломжгүй тул тэгшитгэлийн шийдэл нь зөвхөн ойролцоо байж болно.

Хийн тэнцвэрт байдал Агаар мандлын бие даасан давхаргад температурын өөрчлөлт нь өндрөөс (мөн уурхайн хувьд - гүнээс) хамаарна гэж хангалттай нарийвчлалтайгаар тооцож болно. шугаман хууль: T = T 0 +αz, энд T ба T 0 нь агаарын үнэмлэхүй температур бөгөөд өндөрт (гүн) z ба дэлхийн гадаргуу дээрх α нь өндөр нэмэгдэх тусам агаарын температурын өөрчлөлтийг тодорхойлдог температурын градиент юм (- α) эсвэл гүн (+α) 1 м, К/м.

Хийн тэнцвэрт байдал α коэффициентийн утга нь агаар мандлын өндөр эсвэл уурхайн гүнийн дагуу өөр өөр газарт өөр өөр байдаг. Үүнээс гадна тэд цаг уурын нөхцөл, жилийн цаг болон бусад хүчин зүйлээс хамаардаг. Тропосферийн температурыг (жишээ нь 11000 м хүртэл) тодорхойлохдоо ихэвчлэн α = 0.0065 К/м-ийг авдаг. гүний уурхайнуудα-ийн дундаж утгыг хуурай хонгилд 0.004÷ 0.006 К/м, нойтон хонгилд 0.01-тэй тэнцүү авна.

Хийн тэнцвэрт байдал Температурын өөрчлөлтийн томьёог дифференциал даралтын тэгшитгэлд орлуулж, интеграл болгосноор бид H-ийн тэгшитгэлийг шийдэж, орлуулна. байгалийн логарифмуударавтын бутархай, α - температурын тэгшитгэлээс авсан утга, R - агаарын утга 287 Ж/ (кг К); ба орлуулах g = 9.81 м/с2.

Хийн тэнцвэрт байдал Эдгээр үйлдлүүдийн үр дүнд бид олж авдаг барометрийн томъёоН = 29, 3(Т-Т 0)(log p/p 0)/(лог. T 0/T), түүнчлэн n-ийг томъёогоор тодорхойлсон даралтыг тодорхойлох томъёо.

ХООЛОЙН ДАХЬ ХИЙНИЙ ТОГТМОЛ ХӨДӨЛГӨӨ Д диаметртэй дугуй хоолойн dx урттай элементийн хувьд геодезийн өндрийн өөрчлөлт нь пьезометрийн даралтын өөрчлөлттэй харьцуулахад бага байх нөхцөлд механик хэлбэрээр энерги хадгалагдах хууль энд хэлбэртэй байна. алдагдал тодорхой энергиүрэлтийн хувьд Дарси-Вейсбахийн томъёоны дагуу авна Тогтмол политропын индекс n = const бүхий политроп процессын хувьд интеграцийн дараа λ = const гэж таамаглах үед хий дамжуулах хоолойн дагуух даралтын тархалтын хуулийг гаргана.

ХООЛОЙН ДАХЬ ХИЙНИЙ ТОГТМОЛ ХӨДӨЛГӨӨН Гол хий дамжуулах хоолойн хувьд массын урсгалын томъёог бичиж болно.

ХООЛОЙН ДАХЬ ХИЙНИЙ ТОГТМОЛ ХӨДӨЛГӨӨН M ω n = 1 үед томъёо нь изотермаль хийн тогтвортой урсгалд хүчинтэй байна. Рейнольдсын тооноос хамаарч хийн гидравлик эсэргүүцлийн коэффициент λ-ийг шингэний урсгалд ашигласан томъёог ашиглан тооцоолж болно.

Бодит хөдөлж байхдаа нүүрсустөрөгчийн хийизотерм процессын хувьд байгалийн нүүрсустөрөгчийн хийн шахалтын коэффициент z-ийг туршилтын муруйгаар эсвэл аналитик аргаар - төлөвийн ойролцоо тэгшитгэлээр тодорхойлоход төлөвийн тэгшитгэлийг ашигладаг.

ω

Зохиогчийн эрх. Л.Коуренков

Хийн шинж чанарууд

Хийн даралт

Хий нь нэвтрэх боломжгүй ханаар хязгаарлагдах эзэлхүүнийг үргэлж дүүргэдэг. Жишээлбэл, хийн цилиндр эсвэл машины дугуйны дотоод хоолой бараг жигдхэн хийгээр дүүрдэг.

Өргөтгөх гэж оролдохдоо хий нь цилиндрийн хананд, дугуй хоолой эсвэл бусад биетэй, хатуу эсвэл шингэнтэй харьцдаг. Хэрэв бид хөлөг онгоцны ердийн хэмжээтэй даралтыг өчүүхэн бага хэмжээгээр өөрчилдөг дэлхийн таталцлын талбайн үйлдлийг тооцохгүй бол сав дахь хийн даралт тэнцвэрт байдалд байх үед энэ нь бүрэн жигд байх шиг байна. Энэ тайлбар нь макро сансар огторгуйд хамаатай. Хэрэв бид савны хийг бүрдүүлдэг молекулуудын бичил ертөнцөд юу болж байгааг төсөөлж байвал даралтын жигд хуваарилалтын тухай ярих боломжгүй юм. Хананы гадаргуу дээрх зарим газруудад хийн молекулууд хананд цохиулдаг бол зарим газарт ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Энэ зураг эмх замбараагүй байдлаар үргэлж өөрчлөгддөг. Хийн молекулууд хөлөг онгоцны хананд цохиулж, дараа нь цохилтын өмнөх молекулын хурдтай бараг тэнцүү хурдтайгаар нисдэг. Нөлөөллийн үед молекул хананд mv-тэй тэнцүү хэмжээний хөдөлгөөнийг шилжүүлдэг ба энд m нь молекулын масс, v нь хурд юм. Молекул нь хананаас тусгахад ижил хэмжээний хөдөлгөөнийг mv өгдөг. Тиймээс, цохилт бүрт (хананд перпендикуляр) молекул түүнд 2мв-тэй тэнцэх хэмжээний хөдөлгөөнийг шилжүүлдэг. Хэрэв 1 секундын дотор хананы 1 см 2 талбайд N цохилт байвал нийт хөдөлгөөний хэмжээ үүнд шилждэг. хананы хэсэг нь 2Нмв-тэй тэнцүү байна. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу энэ хөдөлгөөний хэмжээ нь хананы энэ хэсэгт үйлчилж буй F хүч ба түүний үйлчлэх t хугацааны үржвэртэй тэнцүү байна. Манай тохиолдолд t = 1 сек. Тэгэхээр F=2Nmv, 1см 2 хананд үйлчлэх хүч байна, өөрөөр хэлбэл. даралт, энэ нь ихэвчлэн p-ээр тэмдэглэгдсэн байдаг (болон p нь тоон хувьд F-тэй тэнцүү). Тэгэхээр бидэнд байгаа

р=2Нмв

1 секундын цохилтын тоо нь молекулуудын хурд, нэгж эзэлхүүн дэх n молекулын тооноос хамаардаг нь тэнэг хэрэг биш юм. Маш шахагдаагүй хийн хувьд N нь n ба v-тэй пропорциональ байна гэж үзэж болно, өөрөөр хэлбэл. p нь nmv 2-той пропорциональ байна.

Тиймээс ашиглан тооцоолохын тулд молекулын онолхийн даралтын хувьд бид молекулуудын бичил ертөнцийн дараах шинж чанаруудыг мэдэх ёстой: масс m, хурд v ба нэгж эзэлхүүн дэх молекулуудын тоо n. Молекулуудын эдгээр микро шинж чанаруудыг олохын тулд хийн даралт макро ертөнцийн ямар шинж чанараас хамаардаг болохыг тогтоох ёстой. хийн даралтын хуулийг туршилтаар тогтоох. Эдгээрийг харьцуулах туршлагатай хуульМолекулын онолыг ашиглан тооцоолсон хуулиудын тусламжтайгаар бид бичил ертөнцийн шинж чанарыг, жишээлбэл, хийн молекулуудын хурдыг тодорхойлох боломжтой болно.

Тэгэхээр хийн даралт юунаас хамаардаг болохыг тогтооцгооё?

Нэгдүгээрт, хийн шахалтын зэрэг, өөрөөр хэлбэл. тодорхой эзэлхүүнд хэдэн хийн молекул байгаагаас хамаарна. Жишээлбэл, дугуйг шахах эсвэл шахах замаар бид хий нь дотоод хоолойн хананд илүү хүчтэй дардаг.

Хоёрдугаарт, энэ нь хийн температур ямар байхаас хамаарна.

Ерөнхийдөө даралтын өөрчлөлт нь хоёр шалтгааны улмаас нэг дор үүсдэг: эзэлхүүний өөрчлөлт ба температурын өөрчлөлт. Гэхдээ эзэлхүүн өөрчлөгдөхөд температур бага зэрэг өөрчлөгдөх эсвэл температур өөрчлөгдөхөд эзлэхүүн бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байхаар энэ үзэгдлийг хийх боломжтой. Бид эхлээд эдгээр тохиолдлуудыг шийдвэрлэх бөгөөд эхлээд дараах тайлбарыг хийлээ.

Бид хийн асуудлыг авч үзэх болно тэнцвэртэй байдалд байна.Энэ нь гэсэн үг; хийд механик болон дулааны тэнцвэрт байдал бий болсон.

Механик тэнцвэрт байдал гэдэг нь хөдөлгөөн байхгүй гэсэн үг бие даасан хэсгүүдхий. Үүнийг хийхийн тулд таталцлын нөлөөн дор үүсдэг хийн дээд ба доод давхаргын даралтын бага зэрэг зөрүүг үл тоомсорлож байвал хийн даралт бүх хэсэгт ижил байх шаардлагатай.

Дулааны тэнцвэр гэдэг нь хийн нэг хэсгээс нөгөөд дулаан дамжуулахгүй гэсэн үг юм. Үүнийг хийхийн тулд хийн бүх эзлэхүүн дэх температур ижил байх шаардлагатай.

Хийн даралтын температураас хамаарах хамаарал

Хийн тодорхой массын эзэлхүүн тогтмол байх тохиолдолд хийн даралтын температураас хамаарах хамаарлыг олж мэдье. Эдгээр судалгааг анх 1787 онд Чарльз хийсэн. Нарийн муруй хоолой хэлбэрээр мөнгөн усны манометртэй холбосон том колбонд хий халаах замаар эдгээр туршилтуудыг хялбаршуулсан хэлбэрээр хуулбарлаж болно.

Халах үед колбоны эзэлхүүний өчүүхэн өсөлт, мөнгөн усыг нарийн манометрийн хоолойд нүүлгэн шилжүүлэх үед эзлэхүүн бага зэрэг өөрчлөгдөхийг үл тоомсорлоё. Тиймээс хийн эзэлхүүнийг тогтмол гэж үзэж болно. Колбыг тойрсон саванд усыг халаах замаар бид термометр ашиглан хийн температурыг тэмдэглэнэ. , ба харгалзах даралт - даралтын хэмжүүрийн дагуу . Савыг хайлсан мөсөөр дүүргэсний дараа температурт тохирсон даралтыг хэмжинэ 0°C .

Энэ төрлийн туршилтууд дараахь зүйлийг харуулсан.

1. Тодорхой массын хийн 1°-аар халах үед даралтын өсөлт нь 0°С-ийн температурт энэ хийн масстай байсан даралтын тодорхой хэсэг юм. Хэрэв 0 ° С-ийн даралтыг P гэж тэмдэглэвэл 1 ° С-ээр халах үед хийн даралтын өсөлт нь aP болно.

t градусаар халах үед даралтын өсөлт t дахин их байх болно, өөрөөр хэлбэл даралтын өсөлт. температурын өсөлттэй пропорциональ байна.

2. 0°С-т хийн даралт 1°-аар халах үед даралтын ямар хэсэгээр нэмэгдэж байгааг харуулсан утга a нь бүх хийн хувьд ижил утгатай (илүү нарийвчлалтай, бараг ижил) байна. . a хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг дулааны, даралтын коэффициент.Тиймээс бүх хийн дулааны даралтын коэффициент нь ижил утгатай, тэнцүү байна .

хүртэл халаах үед тодорхой массын хийн даралт 1° В тогтмол эзлэхүүн нь нэмэгддэг -ийн даралтын нэг хэсэг 0°C (Чарльзын хууль).

Гэсэн хэдий ч мөнгөн усны термометрээр температурыг хэмжих замаар олж авсан хийн даралтын температурын коэффициент нь өөр өөр температурын хувьд яг ижил биш гэдгийг санах нь зүйтэй: Чарльзын хууль маш өндөр нарийвчлалтай боловч зөвхөн ойролцоогоор хангагдсан байдаг.

Чарльзын хуулийг илэрхийлсэн томъёо.

Чарльзын хууль нь хийн даралтыг 0 хэмд мэддэг бол ямар ч температурт хийн даралтыг тооцоолох боломжийг олгодог. Өгөгдсөн эзэлхүүн дэх өгөгдсөн хийн массын 0°С дахь даралтыг , температур дахь ижил хийн даралт гэж үзье. тБайна - агаарын нягтрал,. Температурын өсөлт ажиглагдаж байна т,тиймээс даралтын өсөлт нь a тмөн хүссэн даралт нь байна

P = +a t=(1+а т )= (1+ ) (1)

Хэрэв хийг 0 хэмээс доош хөргөсөн бол энэ томъёог бас ашиглаж болно; нэгэн зэрэг тсөрөг утгатай байх болно. Маш бага температурт хий нь шингэрүүлэх төлөвт ойртох үед, түүнчлэн хүчтэй шахсан хийЧарльзын хуулийг хэрэглэх боломжгүй бөгөөд томъёо (1) хүчингүй болсон.

Молекулын онолын үүднээс Чарльзын хууль

Хийн температур өөрчлөгдөхөд, жишээлбэл, хийн температур нэмэгдэж, даралт ихсэх үед молекулуудын бичил ертөнцөд юу тохиолддог вэ? Молекулын онолын үүднээс авч үзвэл тухайн хийн даралтыг нэмэгдүүлэх хоёр шалтгаан байж болно: нэгдүгээрт, молекулуудын нөлөөллийн тоо 1 см2-ээр нэмэгдэх боломжтой. сек;Хоёрдугаарт, нэг молекул хананд хүрэх үед дамжуулах хөдөлгөөний хэмжээ нэмэгдэж болно. Хоёр шалтгаан нь молекулуудын хурдыг нэмэгдүүлэхийг шаарддаг. Эндээс хийн температурын өсөлт (макрокосм дахь) нь молекулуудын санамсаргүй хөдөлгөөний дундаж хурдны өсөлт (бичил ертөнц дэх) болох нь тодорхой болно. Би бага зэрэг ярих хийн молекулуудын хурдыг тодорхойлох туршилтууд энэ дүгнэлтийг баталж байна.

Бид хий биш, харин хатуу эсвэл шингэн биетэй харьцахдаа биеийн молекулуудын хурдыг тодорхойлох ийм шууд аргууд бидэнд байдаггүй. Гэсэн хэдий ч эдгээр тохиолдолд ч гэсэн температур нэмэгдэхийн хэрээр молекулуудын хөдөлгөөний хурд нэмэгддэг нь эргэлзээгүй юм.

Эзлэхүүн өөрчлөгдөхөд хийн температурын өөрчлөлт. Адиабат ба изотерм процессууд.

Хэрэв эзэлхүүн өөрчлөгдөхгүй бол хийн даралт температураас хэрхэн хамааралтай болохыг бид тогтоосон. Температур өөрчлөгдөөгүй хэвээр байвал хийн тодорхой массын даралт эзэлхүүнээсээ хамаарч хэрхэн өөрчлөгдөхийг харцгаая. Гэсэн хэдий ч, энэ асуудалд шилжихээсээ өмнө бид хийн температурыг хэрхэн тогтмол байлгах талаар олж мэдэх хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд хийн хэмжээ нь маш хурдан өөрчлөгдөж, хий болон хүрээлэн буй биетүүдийн хооронд дулааны солилцоо бараг байхгүй бол хийн температурт юу тохиолдохыг судлах шаардлагатай.

Энэ туршилтыг хийцгээе. Тунгалаг материалаар хийсэн зузаан ханатай хоолойд нэг үзүүрийг нь хааж, бид эфирээр бага зэрэг чийгшүүлсэн хөвөн ноосыг байрлуулж, энэ нь хоолой дотор эфирийн уур, агаарын холимог үүсгэх бөгөөд энэ нь халах үед тэсрэх болно. Дараа нь нягт бэхлэгдсэн бүлүүрийг хоолой руу хурдан түлхэнэ. Хоолойн дотор жижиг дэлбэрэлт болсныг бид харах болно. Энэ нь эфирийн уур, агаарын хольцыг шахах үед хольцын температур огцом нэмэгдсэн гэсэн үг юм. Энэ үзэгдэл нь нэлээд ойлгомжтой юм. Хий шахах гадаад хүч, бид ажил хийж байна, үүний үр дүнд хийн дотоод энерги нэмэгдэх ёстой; Ийм зүйл болсон - хий халсан.

Одоо хийг тэлэхийг зөвшөөрч, гадны даралтын хүчний эсрэг ажил хийцгээе. Үүнийг хийж болно. Өрөөний температурт шахсан агаарыг том саванд хийнэ. Лонхыг гаднах агаартай холбосноор бид лонхны агаарыг томруулах боломжийг олгож, жижиг хэсгийг нь үлдээнэ. нүхийг гадагш гаргаж, өргөсөж буй агаарын урсгалд термометр эсвэл хоолойтой колбыг байрлуулна. Термометр нь өрөөний температураас мэдэгдэхүйц доогуур температурыг харуулах бөгөөд колбонд хавсаргасан хоолойн уналт нь колбо руу чиглэх бөгөөд энэ нь урсгал дахь агаарын температур буурч байгааг илтгэнэ. Энэ нь хий нь өргөжиж, нэгэн зэрэг ажиллахад хөргөж, дотоод энерги нь буурдаг гэсэн үг юм. Шахах үед хийг халаах, тэлэх үед хөргөх нь энерги хадгалагдах хуулийн илэрхийлэл болох нь ойлгомжтой.

Хэрэв бид бичил ертөнц рүү хандвал шахалтын үед хийн халаалт, тэлэлтийн үед хөргөх үзэгдэл нэлээд тодорхой болно. Молекул хөдөлгөөнгүй хананд мөргөж, түүнээс үсрэх үед молекулын хурд, улмаар молекулын кинетик энерги нь хананд мөргөхөөс өмнөхтэй дунджаар ижил байна. Харин ойртож буй поршений молекул мөргөж, буцах юм бол түүний хурд болон кинетик энерги нь поршенд цохихоос өмнөхөөсөө их байдаг (яг л теннисний бөмбөгийг цохиураар эсрэг чиглэлд цохиход хурд нь нэмэгддэг). Ойртож буй поршен нь үүнээс туссан молекул руу нэмэлт энерги шилжүүлдэг. Тиймээс шахалтын үед хийн дотоод энерги нэмэгддэг. Ухаж буй поршеноос ухрах үед молекулын хурд буурдаг, учир нь молекул нь ухарч буй поршений түлхэлтээр ажилладаг. Тиймээс поршений буюу хүрээлэн буй хийн давхаргыг татахтай холбоотой хийн тэлэлт нь ажил дагалдаж, хийн дотоод энерги буурахад хүргэдэг.

Тиймээс гадны хүчээр хийн шахалт нь түүнийг халаахад хүргэдэг бөгөөд хийн тэлэлт нь түүний хөргөлтийг дагалддаг. Энэ үзэгдэл үргэлж тодорхой хэмжээгээр тохиолддог, гэхдээ хүрээлэн буй биетэй дулааны солилцоо багасах үед би үүнийг эрс анзаардаг, учир нь ийм солилцоо нь температурын өөрчлөлтийг их бага хэмжээгээр нөхөж чаддаг.

Дулаан дамжуулалт нь үл тоомсорлож болохуйц ач холбогдолгүй процессуудыг нэрлэдэг адиабат.

Бүлгийн эхэнд тавьсан асуулт руугаа буцъя. Хэмжээ өөрчлөгдсөн ч хийн тогтмол температурыг хэрхэн хангах вэ? Мэдээжийн хэрэг, үүнийг хийхийн тулд хэрэв өргөжиж байгаа бол дулааныг гаднаас нь тасралтгүй дамжуулах, хэрэв хий шахагдсан бол түүнийг хүрээлэн буй бие рүү дамжуулах дулааныг тасралтгүй зайлуулах шаардлагатай. Ялангуяа хийн тэлэлт эсвэл шахалт маш удаан, гаднаас эсвэл гаднаас дулаан дамжуулах нь хангалттай хурдтай явагдах тохиолдолд хийн температур нэлээд тогтмол хэвээр байна. Удаан тэлэлтийн үед хүрээлэн буй биетүүдийн дулааныг хий рүү шилжүүлж, түүний температур маш бага буурдаг тул энэ бууралтыг үл тоомсорлож болно. Удаан шахалтын үед дулаан нь эсрэгээр хийнээс хүрээлэн буй бие рүү шилждэг бөгөөд үүний үр дүнд түүний температур бага зэрэг нэмэгддэг.

Температурыг тогтмол байлгах процессыг нэрлэдэг изотерм.

Бойлийн хууль - Мариотт

Одоо хийн температур өөрчлөгдөөгүй, зөвхөн хийн эзэлхүүн өөрчлөгдөхөд тодорхой массын даралт хэрхэн өөрчлөгдөх тухай асуултын талаар илүү нарийвчилсан судалгаа руу шилжье. Үүнийг бид аль хэдийн олж мэдсэн изотермУг процесс нь хийн эргэн тойрон дахь биетүүдийн температур тогтмол байх ба хийн эзэлхүүн нь маш удаан өөрчлөгддөг тул үйл явцын аль ч мөчид хийн температур нь хүрээлэн буй биетүүдийн температураас ялгаатай байхгүйгээр явагддаг. .

Тиймээс бид хийн төлөвийн изотерм өөрчлөлтийн үед эзэлхүүн ба даралт хоорондоо хэрхэн хамааралтай вэ гэсэн асуултыг тавьж байна. Өдөр тутмын туршлагаас харахад хийн тодорхой массын эзэлхүүн буурахад түүний даралт нэмэгддэг. Үүний нэг жишээ бол хөл бөмбөг, унадаг дугуй, машины дугуйг шахах үед уян хатан чанар нэмэгдэх явдал юм. Асуулт гарч ирнэ: яаж Хэрэв хийн температур өөрчлөгдөхгүй бол эзэлхүүн багасах тусам хийн даралт нэмэгдэх үү?

Энэ асуултын хариуг онд хийсэн судалгаагаар өгсөн XVII зуунАнглийн физикч, химич Роберт Бойл (1627-1691) ба Францын физикчЭден Марриотт (1620-1684).

Хийн эзэлхүүн ба даралтын хоорондын хамаарлыг тогтоох туршилтыг босоо тавцан дээр хийж болно , хэлтэсүүдээр тоноглогдсон, шилэн хоолой байдаг АТэгээд IN,резинэн хоолойгоор холбосон C. Хоолойд мөнгөн ус цутгаж. В хоолой дээд талдаа онгорхой, А хоолой нь цорготой. Энэ цоргыг хаацгаая, ингэснээр хоолойд тодорхой хэмжээний агаарын массыг түгжиж байна А.Хоолойг хөдөлгөхгүй л бол хоёр хоолой дахь мөнгөн усны түвшин ижил байна. Энэ нь хоолойд баригдсан агаарын даралт гэсэн үг юм А,орчны агаарын даралттай ижил.

Одоо аажмаар утсаа авцгаая IN. Хоёр хоолой дахь мөнгөн ус өсөх болно, гэхдээ тэнцүү биш: хоолойд INмөнгөн усны түвшин А-аас үргэлж өндөр байх болно. Хэрэв та В хоолойг доошлуулбал хоёр тохойн дахь мөнгөн усны түвшин буурч, харин хоолойд INбуурсан хэмжээнээс их байна А.

Хоолойд хуримтлагдсан агаарын хэмжээ А,хоолойн хуваагдлаар тоолж болно А.Энэ агаарын даралт нь мөнгөн усны баганын даралтын хэмжээгээр атмосферийн даралтаас ялгаатай байх бөгөөд өндөр нь А ба В хоолой дахь мөнгөн усны түвшний зөрүүтэй тэнцүү байна. утсаа авч байна INмөнгөн усны баганын даралтыг атмосферийн даралтанд нэмнэ. А дахь агаарын хэмжээ багасна. Гар утас унтарсан үед INдоторх мөнгөн усны түвшин А-аас бага болж, мөнгөн усны баганын даралтыг атмосферийн даралтаас хасна; А дахь агаарын хэмжээ дагаад нэмэгдэнэ.

Ийм аргаар олж авсан А хоолойд түгжигдсэн агаарын даралт ба эзэлхүүний утгыг харьцуулж үзвэл агаарын тодорхой массын эзэлхүүн хэд хэдэн удаа нэмэгдэхэд түүний даралт ижил хэмжээгээр буурдаг гэдэгт бид итгэлтэй байх болно. мөн эсрэгээр. Бидний туршилтаар хоолой дахь агаарын температурыг тогтмол гэж үзэж болно.

Бусад хийтэй ижил төстэй туршилтуудыг хийж болно.

Тэгэхээр, Тогтмол температурт хийн тодорхой массын даралт нь хийн эзэлхүүнтэй урвуу пропорциональ байна (Бойл-Мариотын хууль).

Ховоржуулсан хийн хувьд Бойл-Мариотын хуулийг өндөр нарийвчлалтайгаар биелүүлдэг. Өндөр шахсан эсвэл хөргөсөн хийн хувьд энэ хуулиас мэдэгдэхүйц хазайлт ажиглагдаж байна.

Бойл-Мариотын хуулийг илэрхийлсэн томъёо.

(2)

Бойл-Мариотын хуулийг илэрхийлсэн график.

Физик, технологийн хувьд хийн даралтын хэмжээнээс хамаарлыг харуулсан графикийг ихэвчлэн ашигладаг. Изотерм процессын хувьд ийм график зуръя. Бид абсцисса тэнхлэгийн дагуу хийн эзэлхүүн, түүний даралтыг ординат тэнхлэгийн дагуу зурна.

Нэг жишээ татъя. Өгөгдсөн 1 м 3 эзэлхүүнтэй хийн массын даралтыг 3.6-тай тэнцүү болго кг/см 2 . Бойл-Мариоттын хуульд үндэслэн бид үүнийг 2-той тэнцүү эзэлхүүнээр тооцоолно м 3 , даралт 3.6*0.5 кг/см 2 = 1,8кг/см 2 . Эдгээр тооцоог үргэлжлүүлснээр бид дараах хүснэгтийг авна.

Зурган дээрх эдгээр өгөгдлийг абсциссууд нь V, ординатууд нь харгалзах утгууд болох цэг хэлбэрээр зурах. R,бид хийн изотермийн процессын муруй шугамын графикийг олж авдаг (дээрх зураг).

Хийн нягт ба түүний даралтын хоорондын хамаарал

Бодисын нягт нь нэгж эзэлхүүнд агуулагдах масс гэдгийг санаарай. Хэрэв бид өгөгдсөн хийн массын эзлэхүүнийг ямар нэгэн байдлаар өөрчилвөл хийн нягт өөрчлөгдөнө. Жишээлбэл, бид хийн эзэлхүүнийг тав дахин багасгах юм бол хийн нягт нь тав дахин нэмэгдэх болно. Үүний зэрэгцээ хийн даралт нэмэгдэх болно; хэрэв температур өөрчлөгдөхгүй бол Бойл-Мариоттын хуулиас харахад даралт нь бас тав дахин нэмэгдэх болно. Энэ жишээнээс харахад ойлгомжтой байна изотерм процессын үед хийн даралт нь түүний нягтралтай шууд пропорциональ өөрчлөгддөг.

Даралтад заасан хийн нягтралтай байх ба болон үсгүүдийг ашиглан бид дараах зүйлийг бичиж болно.

Энэхүү чухал үр дүнг Бойл-Мариотт хуулийн өөр нэг бөгөөд илүү чухал илэрхийлэл гэж үзэж болно. Баримт нь санамсаргүй нөхцөл байдлаас хамаардаг хийн эзэлхүүний оронд - ямар хийн массыг сонгохоос хамаарна - томьёо (3) нь даралттай адил хийн төлөв байдлыг тодорхойлдог хийн нягтыг агуулдаг. түүний массыг санамсаргүй байдлаар сонгохоос огт хамаарахгүй.

Бойлийн хуулийн молекулын тайлбар - Мариотт.

Өмнөх бүлэгт бид Бойл-Мариотын хуулийн үндсэн дээр тогтмол температурт хийн даралт нь түүний нягттай пропорциональ байдгийг олж мэдсэн. Хэрэв хийн нягт өөрчлөгдвөл 1 см 3 дахь молекулын тоо ижил хэмжээгээр өөрчлөгдөнө. Хэрэв хий хэт шахагдаагүй бөгөөд хийн молекулуудын хөдөлгөөнийг бие биенээсээ бүрэн хамааралгүй гэж үзэж болох юм бол 1 цохилтын тоо секСудасны хананы 1 см 2 тутамд 1 дэх молекулын тоотой пропорциональ байна см 3 . Тиймээс хэрэв дундаж хурдмолекулууд цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй (макро ертөнцийн хувьд энэ нь тогтмол температур гэсэн үг гэдгийг бид аль хэдийн харсан), дараа нь хийн даралт нь 1 дэх молекулуудын тоотой пропорциональ байх ёстой. см 3 , өөрөөр хэлбэл хийн нягтрал. Тиймээс Бойл-Мариоттын хууль нь хийн бүтцийн талаархи бидний санаа бодлыг маш сайн нотолж байна.

Гэсэн хэдий ч, хэрэв бид өндөр дарамтанд шилжих юм бол Бойл-Марриоттын хууль зөвтгөхөө болино. М.В.Ломоносовын үзэж байгаагаар энэ нөхцөл байдлыг молекулын үзэл баримтлалд үндэслэн тодруулж болно.

Нэг талаас, өндөр шахсан хийн хувьд молекулуудын хэмжээ нь молекулуудын хоорондох зайтай харьцуулж болно. Тиймээс молекулуудын хөдөлж буй чөлөөт орон зай нь хийн нийт эзэлхүүнээс бага байна. Энэ нөхцөл байдал нь хананд хүрэхийн тулд молекулын нисэх зайг багасгадаг тул хананд молекулуудын нөлөөллийн тоог нэмэгдүүлдэг.

Нөгөөтэйгүүр, өндөр шахсан, тиймээс илүү нягт хийд молекулууд бусад молекулуудад мэдэгдэхүйц татагддаг. ихэнх ньховордсон хий дэх молекулуудаас илүү хугацаа. Энэ нь эсрэгээрээ хананд молекулуудын нөлөөллийн тоог бууруулдаг, учир нь бусад молекулуудад таталцал байгаа тохиолдолд хийн молекулууд таталцал байхгүйгээс бага хурдтайгаар хана руу хөдөлдөг. Хэт их дарамт болохгүй. хоёр дахь нөхцөл байдал нь илүү чухал бөгөөд бүтээгдэхүүний PV бага зэрэг буурдаг. Маш өндөр даралттай үед эхний нөхцөл байдал гол үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд PV бүтээгдэхүүн нэмэгддэг.

Тиймээс Бойл-Мариоттын хууль өөрөө ба түүнээс хазайсан нь молекулын онолыг баталж байна.

Температурын өөрчлөлтөөр хийн эзлэхүүний өөрчлөлт

Бид тодорхой массын хийн даралт нь температураас хэрхэн хамаардаг, хэрэв эзэлхүүн нь өөрчлөгдөөгүй бол эзэлхүүнээс хэрхэн хамаардаг болохыг судалсан. , температур тогтмол хэвээр байвал хий эзэлнэ. Температур, эзэлхүүн нь өөрчлөгддөг ч даралт нь тогтмол хэвээр байвал хий хэрхэн ажиллахыг тогтооцгооё.

Хэрэв бид туршилтаараа савны агаарын температур хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг мэдэж, хийн эзэлхүүн хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг нарийн хэмжсэн бол энэ үзэгдлийг тоон талаас нь судалж болох юм. Мэдээжийн хэрэг, үүнийг хийхийн тулд савыг бүрхүүлд хийж, төхөөрөмжийн бүх хэсгүүд ижил температуртай эсэхийг шалгаж, баригдсан хийн массын хэмжээг нарийн хэмжиж, дараа нь энэ температурыг өөрчилж, өсөлтийг хэмжих шаардлагатай. хийн эзэлхүүн.

Гей-Луссакийн хууль.

Тогтмол даралт дахь хийн эзэлхүүний температураас хамаарах тоон судалгааг Францын физикч, химич Гей-Люссак (1778-1850) 1802 онд хийжээ.

Туршилтаар хийн эзэлхүүний өсөлт нь температурын өсөлттэй пропорциональ байгааг харуулсан. Тиймээс бусад биетүүдийн нэгэн адил хийн дулааны тэлэлтийг эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициент b ашиглан тодорхойлж болно. Хийн хувьд энэ хууль хатуу биетээс хамаагүй илүү ажиглагддаг нь тогтоогдсон шингэн биетүүд, ингэснээр хийн эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициент нь Температурын маш их өсөлттэй байсан ч бараг тогтмол байдаг, харин шингэн болон хатуу бодисЭнэ; Тогтмол байдал нь зөвхөн ойролцоогоор ажиглагддаг.

Эндээс бид олж мэднэ:

(4)

Гэй-Люссак болон бусад хүмүүсийн туршилтууд гайхалтай үр дүнг харуулсан. Бүх хийн эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициент нь ижил (илүү нарийвчлалтай, бараг ижил) бөгөөд = 0.00366 байна. . Тиймээс, цагт Тогтмол даралтад 1°-аар халаахад тодорхой массын хийн эзэлхүүн нэмэгдэнэ энэ хийн массын эзэлхүүн 0 ° C (Гэйгийн хууль - Луссак ).

Эндээс харахад хийн тэлэлтийн коэффициент нь дулааны даралтын коэффициенттэй давхцаж байна.

Үүнийг тэмдэглэх нь зүйтэй дулааны тэлэлтхий нь нэлээд ач холбогдолтой тул хийн эзэлхүүн 0 ° C-ийн температур нь өөр температур, жишээлбэл, өрөөний температураас мэдэгдэхүйц ялгаатай байна. Тиймээс, аль хэдийн дурьдсанчлан, хийн хувьд (4) томъёоны эзэлхүүнийг мэдэгдэхүйц алдаагүйгээр солих боломжгүй юм. эзлэхүүн В.Үүний дагуу хийн тэлэлтийн томъёог дараах хэлбэрээр өгөх нь тохиромжтой. Эхний эзлэхүүний хувьд бид эзлэхүүнийг авдаг 0 хэмийн температурт. Энэ тохиолдолд хийн температурын өсөлт t нь Цельсийн хэмжүүрээр хэмжсэн температуртай тэнцүү байна. т . Үүний үр дүнд эзлэхүүний тэлэлтийн коэффициент

Хаана (5)

Формула (6) нь O o C-аас дээш температур ба 0 ° С-аас доош температурт эзлэхүүнийг тооцоолоход ашиглаж болно. Энэ сүүлчийн тохиолдолд Iсөрөг. Гэсэн хэдий ч хий нь маш их шахагдсан эсвэл шингэрүүлэх төлөвт ойртож хөргөсөн үед Гей-Люссакийн хууль үйлчлэхгүй гэдгийг санах нь зүйтэй. Энэ тохиолдолд (6) томъёог ашиглах боломжгүй.

Чарльз, Гэй-Люссак нарын хуулиудыг илэрхийлсэн графикууд

Бид абсцисса тэнхлэгийн дагуу тогтмол эзэлхүүнд байрлах хийн температур, ординатын тэнхлэгийн дагуух даралтыг графикаар зурна. 0°С температурт хийн даралтыг 1 болго кг|см 2 . Чарльзын хуулийг ашиглан бид түүний даралтыг 100 0 C, 200 ° C, 300 ° C гэх мэт тооцоолж болно.

Энэ өгөгдлийг график дээр буулгая. Бид налуу шулуун шугам авах болно. Бид энэ графикийг сөрөг температур руу үргэлжлүүлж болно. Гэхдээ аль хэдийн дурьдсанчлан Чарльзийн хууль нь зөвхөн тийм ч бага биш температурт хамаарна, тиймээс абсцисса тэнхлэгтэй огтлолцох хүртэл, өөрөөр хэлбэл даралт тэг байх цэг хүртэл графикийг үргэлжлүүлэх нь тохирохгүй. жинхэнэ хийн зан байдал.

Үнэмлэхүй температур

Тогтмол эзэлхүүнтэй хийн даралт нь Цельсийн хэмжүүрээр хэмжсэн температуртай шууд пропорциональ биш гэдгийг харахад хялбар байдаг. Энэ нь жишээлбэл, өмнөх бүлэгт өгсөн хүснэгтээс тодорхой харагдаж байна. Хэрэв 100 градусын температурт хийн даралт 1.37 байна кг1см 2 , тэгвэл 200°С-т 1.73-тай тэнцүү байна кг/см 2 . Цельсийн термометрээр хэмжсэн температур хоёр дахин нэмэгдсэн боловч хийн даралт ердөө 1.26 дахин нэмэгдсэн байна. Цельсийн термометрийн хуваарийг хийн тэлэлтийн хуультай ямар ч холбоогүйгээр дур зоргоороо тогтоодог тул үүнд гайхах зүйл алга. Гэсэн хэдий ч хийн хуулийг ашиглан температурын хэмжүүрийг тогтоох боломжтой хийн даралт болно температуртай шууд пропорциональ,энэхүү шинэ масштабаар хэмжсэн. Энэ шинэ масштабыг тэг гэж нэрлэдэг үнэмлэхүй тэг.Английн физикч Келвин (Уильям Томсон) (1824-1907) нотолсончлан ямар ч биеийг энэ температураас доош хөргөх боломжгүй тул энэ нэрийг авсан. Үүний дагуу энэхүү шинэ масштабыг нэрлэжээ масштаб үнэмлэхүй температур. Тиймээс үнэмлэхүй тэг нь -273 хэмтэй тэнцэх температурыг илэрхийлдэг бөгөөд ямар ч нөхцөлд ямар ч биеийг хөргөх боломжгүй температурыг илэрхийлдэг. 273°+ гэж илэрхийлсэн температур нь Цельсийн хуваарьтай тэнцүү температуртай биеийн үнэмлэхүй температурыг илэрхийлнэ. Үнэмлэхүй температурыг ихэвчлэн үсгээр тэмдэглэдэг Т.Тиймээс 273 o + = байна. Температурын үнэмлэхүй хуваарийг ихэвчлэн Келвин хэмжүүр гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг бичдэг T°К.Хэлсэн зүйл дээр үндэслэн

Хүлээн авсан үр дүнг дараах үгээр илэрхийлж болно. Тогтмол эзэлхүүнтэй өгөгдсөн хийн массын даралт нь үнэмлэхүй температуртай шууд пропорциональ байна.Энэ бол Чарльзын хуулийн шинэ илэрхийлэл юм.

Формула (6) нь 0°С-ийн даралт тодорхойгүй тохиолдолд хэрэглэхэд тохиромжтой.

Хийн эзэлхүүн ба үнэмлэхүй температур

Томъёо (6)-аас та дараах томъёог авч болно.

- тогтмол даралттай хийн тодорхой массын эзэлхүүн нь үнэмлэхүй температуртай шууд пропорциональ байна.Энэ бол Гей-Люссакийн хуулийн шинэ илэрхийлэл юм.

Хийн нягтын температураас хамаарах хамаарал

Хэрэв температур нэмэгдэж, даралт өөрчлөгдөөгүй бол тодорхой хийн массын нягтралд юу тохиолдох вэ?

Нягт нь биеийн массыг эзлэхүүнд хуваасантай тэнцүү гэдгийг санаарай. Хийн масс тогтмол байдаг тул халаах үед эзлэхүүн ихсэх тусам хийн нягт нь хэд дахин буурдаг.

Бидний мэдэж байгаагаар даралт тогтмол хэвээр байвал хийн эзэлхүүн үнэмлэхүй температуртай шууд пропорциональ байна. Тиймээс, Тогтмол даралттай хийн нягт нь үнэмлэхүй температуртай урвуу хамааралтай байна.Хэрэв ба - температур дахь хийн нягт ба , Тэрхарилцаа байдаг

Хийн нэгдсэн хууль

Хийн төлөвийг тодорхойлдог гурван хэмжигдэхүүний аль нэг нь (даралт, температур, эзэлхүүн) өөрчлөгдөхгүй байх тохиолдлыг авч үзсэн. Хэрэв температур тогтмол байвал даралт ба эзэлхүүн нь Бойль-Мариоттын хуулиар бие биетэйгээ хамааралтай болохыг бид харсан; хэрэв эзэлхүүн тогтмол байвал даралт ба температур Чарльзын хуулиар хамааралтай; Хэрэв даралт тогтмол байвал эзэлхүүн ба температур нь Гей-Люссакийн хуулиар хамааралтай болно. Хэрэв хийн тодорхой массын даралт, эзэлхүүн, температурын хоорондох холбоог тогтооцгооё Эдгээр гурван хэмжигдэхүүн бүгд өөрчлөгддөг.

Тодорхой массын хийн анхны эзэлхүүн, даралт, үнэмлэхүй температурыг V 1, P 1-тэй тэнцүү болго ба T 1 эцсийн - V 2, P 2 ба T 2 - Эхний төлөвөөс эцсийн төлөв рүү шилжих шилжилт нь хоёр үе шаттайгаар явагдсан гэж төсөөлж болно. Жишээлбэл, эхлээд хийн эзэлхүүнийг V 1-ээс V 2 болгон өөрчилье , ба температур T 1 өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Үүссэн хийн даралтыг P avg гэж тэмдэглэнэ. . Дараа нь температур тогтмол эзэлхүүнтэй T 1-ээс T 2 болж, даралт нь P дундаас P 2 болж өөрчлөгдсөн. . Хүснэгт хийцгээе:

Бойлийн хууль - Мариотт

P 1 V 1 t 1

P cp V 2 T 1

Чарльзын хууль

P cp V 2 T 1

Эхний шилжилтэд Бойл-Мариоттын хуулийг хэрэглэснээр бид бичнэ

Чарльзын хуулийг хоёр дахь шилжилтэд ашигласнаар бид бичиж болно

Эдгээр тэгшитгэлийг гишүүнээр үржүүлж, P cp-ээр багасгах бид авах:

(10)

Тэгэхээр, хийн тодорхой массын эзэлхүүн ба түүний даралтын үржвэр нь хийн үнэмлэхүй температуртай пропорциональ байна. Энэ бол хийн төлөвийн нэгдсэн хууль буюу хийн төлөвийн тэгшитгэл юм.

Хууль Далтон

Өнөөг хүртэл бид хүчилтөрөгч, устөрөгч гэх мэт аль нэг хийн даралтын талаар ярьж ирсэн. Гэвч байгаль болон технологийн хувьд бид хэд хэдэн хийн хольцтой маш их харьцдаг. Ихэнх чухал жишээЭнэ бол азот, хүчилтөрөгч, аргон, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон бусад хийн холимог агаар юм. Даралт нь юунаас хамаардаг вэ? холимог-сихий?

Агаар дахь хүчилтөрөгчийг (жишээлбэл, фосфор) химийн аргаар холбодог бодисыг колбонд хийж, колбыг гуурсан таглаагаар хурдан хаая. мөнгөн усны даралт хэмжигчтэй холбогдсон. Хэсэг хугацааны дараа агаар дахь бүх хүчилтөрөгч фосфортой нийлнэ. Даралт хэмжигч нь хүчилтөрөгчийг зайлуулахаас өмнөхөөс бага даралтыг харуулах болно гэдгийг бид харах болно. Энэ нь агаарт хүчилтөрөгч байгаа нь түүний даралтыг нэмэгдүүлдэг гэсэн үг юм.

Хийн хольцын даралтын үнэн зөв судалгааг анх 1809 онд Английн химич Жон Далтон (1766-1844) хийжээ. Хэрэв бусад хийг эзэлхүүнээс нь салгавал хольцыг бүрдүүлэгч хий тус бүрд байх даралт хольцыг эзэлдэг гэж нэрлэдэг хэсэгчилсэн даралтэнэ хий. Далтон үүнийг олсон хийн хольцын даралт нь тэдгээрийн хэсэгчилсэн даралтын нийлбэртэй тэнцүү байна(Дальтоны хууль). Далтоны хууль нь Бойл-Мариотын хууль шиг өндөр шахсан хийд хамаарахгүй гэдгийг анхаарна уу.

Далтоны хуулийг молекулын онолын үүднээс хэрхэн тайлбарлах талаар би танд бага зэрэг хэлье.

Хийн нягтрал

Хийн нягт нь түүний шинж чанарын хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг юм. Хийн нягтын тухай ярихдаа бид ихэвчлэн түүний нягтыг хэлдэг хэвийн нөхцөлд(жишээ нь 0 ° C температурт, 760 даралттай мм Hg Урлаг.). Үүнээс гадна тэд ихэвчлэн ашигладаг харьцангуй нягтхий, энэ нь ижил нөхцөлд өгөгдсөн хийн нягтыг агаарын нягттай харьцуулсан харьцааг хэлнэ. Хийн төлөв байдлын хуулиудын дагуу бүх хийн эзэлхүүн нь даралт, температурын өөрчлөлттэй адил өөрчлөгддөг тул хийн харьцангуй нягт нь түүний орших нөхцлөөс хамаардаггүй гэдгийг харахад хялбар байдаг.

Зарим хийн нягт

Хийн нягтыг дараах байдлаар тодорхойлж болно. Колбыг хавхлагаар хоёр удаа жигнэж үзье: нэг удаа түүнээс аль болох их агаар шахаж, өөр нэг удаа колбонд туршилтын хийгээр тодорхой даралт хүртэл дүүргэнэ. Жингийн зөрүүг урьдчилан тодорхойлох ёстой колбоны эзэлхүүнд хувааж, эдгээр нөхцөлд хийн нягтыг олно. Дараа нь хийн төлөвийн тэгшитгэлийг ашиглан бид хэвийн нөхцөлд хийн нягтыг хялбархан олох боломжтой d n. Үнэн хэрэгтээ (10) P 2 == P n, V 2 = V n, T 2 = T n гэсэн томъёог оруулаад, тоо болон хуваагчийг үржүүлье.

хийн масс m-ийн томъёог бид олж авна:

Тиймээс бидний олж мэдсэн зүйлийг харгалзан үзвэл:

Зарим хийн нягтын хэмжилтийн үр дүнг дээрх хүснэгтэд үзүүлэв.

Сүүлийн хоёр багана нь хийн нягт ба түүний молекул жин (гелийн хувьд атомын жин) хоорондын пропорциональ байдлыг заана.

Авогадрогийн хууль

Хүснэгтийн сүүлчийн баганад байгаа тоонуудыг авч үзэж буй хийн молекулын жинтэй харьцуулж үзвэл ижил нөхцөлд байгаа хийн нягтрал нь тэдгээрийн молекул жинтэй пропорциональ байгааг анзаарахад хялбар байдаг. Энэ баримтаас маш чухал дүгнэлт гарч байна. Молекулын жин нь молекулын масстай холбоотой байдаг тул

, Энд d нь хийн нягт, m нь тэдгээрийн молекулуудын масс юм.

тэдгээрийн молекулуудын масс. Нөгөө талаас M 1 ба M 2 хийн массууд , тэнцүү хэмжээгээр хавсаргасан V,тэдгээрийн нягтралыг дараах байдлаар хамааруулна.

эзэлхүүн дэх эхний болон хоёр дахь хийн молекулуудын тоог тодорхойлох V, N 1 ба N 2 үсэг, бид үүнийг бичиж болно нийт массхий нь түүний аль нэг молекулын массыг молекулуудын тоогоор үржүүлсэнтэй тэнцүү байна. М 1 =t 1 Н 1 Тэгээд М 2 =t 2 Н 2 Тийм ч учраас

Энэ үр дүнг томъёотой харьцуулах , бид олох болно

N 1 = N 2 байна. Тэгэхээр , ижил даралт, температурт ижил хэмжээтэй өөр өөр хий ижил тооны молекулыг агуулна.

Энэ хуулийг Италийн химич Амедео Авогадро (1776-1856) химийн судалгаан дээр үндэслэн нээжээ. Энэ нь маш их шахагдаагүй хий (жишээлбэл, атмосферийн даралтын дор байгаа хий) гэсэн үг юм. Өндөр шахсан хийн хувьд үүнийг хүчинтэй гэж үзэх боломжгүй.

Авогадрогийн хууль гэдэг нь тодорхой температурт хийн даралт нь зөвхөн хийн нэгж эзлэхүүн дэх молекулуудын тооноос хамаардаг боловч молекулууд нь хүнд эсвэл хөнгөн эсэхээс хамаардаггүй гэсэн үг юм. Үүнийг ойлгосноор Далтоны хуулийн мөн чанарыг ойлгоход хялбар байдаг. Бойл-Мариотын хуулийн дагуу хэрэв бид хийн нягтыг нэмэгдүүлбэл, өөрөөр хэлбэл энэ хийн тодорхой тооны молекулыг тодорхой эзэлхүүн дээр нэмбэл хийн даралтыг нэмэгдүүлнэ. Гэхдээ Авогадрогийн хуулийн дагуу эхний хийн молекулуудыг нэмэхийн оронд өөр хийн ижил тооны молекулыг нэмбэл даралтын ижил өсөлтийг авах ёстой. Далтоны хууль яг ийм зүйлээс бүрддэг бөгөөд энэ нь өөр хийн молекулуудыг ижил эзэлхүүн дээр нэмэх замаар хийн даралтыг нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд хэрэв нэмсэн молекулуудын тоо эхний тохиолдолтой ижил байвал ижил байна. даралт ихсэх болно. Далтоны хууль нь Авогадрогийн хуулийн шууд үр дагавар гэдэг нь тодорхой.

Грам молекул. Авогадрогийн дугаар.

Хоёр молекулын массын харьцааг өгдөг тоо нь ижил тооны молекул агуулсан бодисын хоёр хэсгийн массын харьцааг мөн илэрхийлнэ. Тиймээс 2 г устөрөгч (Га молекулын жин 2), 32 Гхүчилтөрөгч (молекулын жин Od нь 32) ба 55.8 Гтөмөр (түүний молекул жин нь атомын жинтэй давхцаж, 55.8-тай тэнцүү) гэх мэт ижил тооны молекул агуулдаг.

Молекул жинтэй тэнцүү тооны грамм агуулсан бодисын хэмжээг гэнэ грамм молекулэсвэл бид залбирдаг.

Дээрхээс харахад янз бүрийн бодисын моль агуулагддаг ижил тооны молекулууд.Тиймээс мэнгэ агуулсан тусгай нэгж болгон ашиглах нь ихэвчлэн тохиромжтой байдаг өөр тооөөр өөр бодисын хувьд грамм, гэхдээ ижил тооны молекул.

Нэг моль бодисын молекулын тоог гэж нэрлэдэг Авогадрогийн дугаарчухал физик хэмжигдэхүүн. Авогадрогийн тоог тодорхойлохын тулд олон янзын судалгаа хийсэн. Эдгээр нь Брауны хөдөлгөөн, электролизийн үзэгдэл болон бусад олон зүйлтэй холбоотой. Эдгээр судалгаанууд нэлээд тогтвортой үр дүнд хүрсэн. Одоогийн байдлаар Авогадрогийн тоо тэнцүү байна гэж хүлээн зөвшөөрч байна

Н= 6,02*10 23 моль -1.

Тэгэхээр 2 г устөрөгч, 32 г хүчилтөрөгч гэх мэт нь тус бүр нь 6.02 * 10 23 молекул агуулдаг. Энэ тооны асар ихийг төсөөлөхийн тулд 600 зузаан элсэн давхаргаар бүрхэгдсэн 1 сая хавтгай дөрвөлжин км талбай бүхий цөлийг төсөөлөөд үз дээ. м.Дараа нь элсний ширхэг бүрт 1-ийн эзэлхүүн байвал мм 3 , Тэр нийт тооЦөл дэх элсний ширхэгүүд Авогадрогийн тоотой тэнцэнэ.

Авогадрогийн хуулиас ийм зүйл гарч ирдэг Янз бүрийн хийн моль нь ижил нөхцөлд ижил эзэлхүүнтэй байна.Хэвийн нөхцөлд хийн молекулын жинг түүний нягтралд хуваах замаар ердийн нөхцөлд нэг молийн эзэлхүүнийг тооцоолж болно.

Тиймээс, Хэвийн нөхцөлд аливаа хийн мольийн эзэлхүүн нь тэнцүү байна 22400 см 3.

Хурд хийн молекулууд

Молекулууд, ялангуяа хийн молекулууд ямар хурдаар хөдөлдөг вэ? Молекулуудын тухай санаа гарч ирмэгц энэ асуулт аяндаа гарч ирсэн. Удаан хугацааны туршид молекулуудын хурдыг зөвхөн шууд бус тооцоогоор тооцоолж чаддаг байсан бөгөөд хийн молекулуудын хурдыг шууд тодорхойлох аргууд харьцангуй саяхан бий болсон.

Юуны өмнө молекулуудын хурд гэж юу болохыг тодруулцгаая. Тасралтгүй мөргөлдөөний улмаас бие даасан молекул бүрийн хурд байнга өөрчлөгддөг гэдгийг санацгаая: молекул заримдаа хурдан, заримдаа удаан хөдөлж, хэсэг хугацаанд молекулын хурд олон янзын утгыг авдаг. Нөгөөтэйгүүр, аль ч мөчид авч үзэж буй хийн эзэлхүүнийг бүрдүүлдэг асар их тооны молекулуудын дотор маш өөр хурдтай молекулууд байдаг. Мэдээжийн хэрэг, хийн төлөв байдлыг тодорхойлохын тулд бид зарим талаар ярих ёстой дундаж хурд.Энэ нь молекулуудын аль нэгнийх нь хангалттай урт хугацааны дундаж хурд эсвэл энэ нь тодорхой хугацааны туршид өгөгдсөн эзэлхүүн дэх бүх хийн молекулуудын дундаж хурд гэж бид таамаглаж болно.

Хийн молекулын дундаж хурдыг тооцоолох боломжтой болсон үндэслэлийг авч үзье.

Хийн даралт нь пропорциональ байна Баасанv 2 , Хаана Т -молекул масс, v- дундаж хурд ба p -нэгж эзэлхүүн дэх молекулын тоо. Илүү нарийвчлалтай тооцоолол нь томъёонд хүргэдэг

Томъёо (12)-аас хэд хэдэн чухал үр дагаврыг гаргаж болно. (12) томъёог дараах хэлбэрээр дахин бичье.

Энд e нь нэг молекулын дундаж кинетик энерги юм. T 1 ба T 2 температур дахь хийн даралтыг p 1 ба p 2 үсгээр тэмдэглэж, эдгээр температур дахь молекулуудын дундаж кинетик энергийг e 1 ба e 2 гэж тэмдэглэе. . Энэ тохиолдолд

Энэ харилцааг Чарльзын хуультай харьцуулах нь

Тэгэхээр, хийн үнэмлэхүй температур нь дундажтай пропорциональ байна кинетик энергихийн молекулууд.Молекулуудын дундаж кинетик энерги нь молекулуудын дундаж хурдны квадраттай пропорциональ байдаг тул бидний харьцуулалт нь хийн үнэмлэхүй температур нь хийн молекулуудын дундаж хурдны квадраттай пропорциональ гэсэн дүгнэлтэд хүргэдэг. молекулуудын хурд үнэмлэхүй температурын квадрат язгууртай пропорциональ нэмэгддэг.

Зарим хийн молекулуудын дундаж хурд

Эндээс харахад молекулуудын дундаж хурд нь маш чухал юм. Өрөөний температурт тэд секундэд хэдэн зуун метр хүрдэг. Хийн хувьд молекулуудын дундаж хурд нь ижил хий дэх дууны хурдаас ойролцоогоор нэг хагас дахин их байдаг.

Өнгөц харахад энэ үр дүн маш хачирхалтай санагдаж байна. Молекулууд ийм өндөр хурдтай хөдөлж чадахгүй юм шиг санагдаж байна: Эцсийн эцэст, тархалт нь хий, тэр ч байтугай шингэнд ч харьцангуй удаан, ямар ч тохиолдолд дууны тархахаас хамаагүй удаан явагддаг. Гэхдээ гол зүйл бол хөдөлж байх үед молекулууд хоорондоо маш олон удаа мөргөлдөж, нэгэн зэрэг хөдөлгөөний чиглэлээ өөрчилдөг. Үүний үр дүнд тэд эхлээд нэг чиглэлд, дараа нь нөгөө чиглэлд шилжиж, ихэвчлэн нэг газар бөөгнөрөдөг. Үүний үр дүнд, мөргөлдөөн хоорондын зайд хөдөлгөөний өндөр хурдтай байсан ч молекулууд хаана ч саатдаггүй ч тодорхой чиглэлд удаан хөдөлдөг.

Хүснэгтээс мөн хурдны ялгаа байгааг харуулж байна өөр өөр молекулуудтэдний массын ялгаанаас болж. Энэ нөхцөл байдал нь хэд хэдэн ажиглалтаар батлагдсан. Жишээлбэл, устөрөгч нь хүчилтөрөгч, азотоос өндөр хурдтайгаар нарийн нүхээр (нүх) нэвтэрдэг. Та ийм туршлагаас үүнийг олж мэдэж болно.

Шилэн юүлүүрийг сүвэрхэг саваар хааж эсвэл цаасаар битүүмжилж, төгсгөлийг нь ус руу буулгана. Хэрэв бид юүлүүрийг устөрөгч (эсвэл гэрэлтүүлэгч хий) нэвтрүүлсэн шилээр таглавал юүлүүрийн төгсгөл дэх усны түвшин буурч, түүнээс бөмбөлөг гарч эхлэхийг харах болно. Үүнийг хэрхэн тайлбарлах вэ?

Агаарын молекулууд (шилэн доорхи юүлүүр дотроос) ба устөрөгчийн молекулууд (шилэн доороос юүлүүр рүү) сав эсвэл цаасны нарийн нүхээр дамжин өнгөрч болно. Гэхдээ эдгээр үйл явцын хурд өөр өөр байдаг. Энэ тохиолдолд молекулын хэмжээний ялгаа нь тийм ч чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй, учир нь ялгаа нь ялангуяа нүхний хэмжээтэй харьцуулахад бага байдаг: устөрөгчийн молекул нь ойролцоогоор 2.3 * 10 -8 "урт" байдаг. см,хүчилтөрөгч буюу азотын молекул нь ойролцоогоор 3*10 -8 байна см,нүхнүүд болох нүхний диаметр нь хэдэн мянга дахин том байдаг. Сүвэрхэг ханаар устөрөгч нэвтрэх өндөр хурд нь түүний молекулуудын хөдөлгөөний өндөр хурдтай холбоотой юм. Тиймээс устөрөгчийн молекулууд шилнээс юүлүүрт илүү хурдан нэвтэрдэг. Үүний үр дүнд молекулууд юүлүүрт хуримтлагдаж, даралт нэмэгдэж, хийн хольц нь бөмбөлөг хэлбэрээр гарч ирдэг.

Ийм төхөөрөмжийг агаарт уурхайн хий байгаа эсэхийг илрүүлэхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь уурхайд дэлбэрэлт үүсгэж болзошгүй юм.

Хийн дулааны багтаамж

Бидэнд 1 байна гэж бодъё Гхий. Температурыг нь 1°С-аар нэмэгдүүлэхийн тулд түүнд хэр их дулаан өгөх ёстой, өөрөөр хэлбэл, хэр их хийн хувийн дулаан багтаамж?Туршлагаас харахад энэ асуултад хоёрдмол утгагүй хариулт өгөх боломжгүй юм. Хариулт нь хий халаах нөхцлөөс хамаарна. Хэрэв түүний эзэлхүүн өөрчлөгдөхгүй бол хий халаахад тодорхой хэмжээний дулаан шаардагдана; Үүний зэрэгцээ хийн даралт нэмэгддэг. Хэрэв халаалт нь даралт нь өөрчлөгдөхгүй байхаар хийгдсэн бол эхнийхээс өөр, илүү их хэмжээний дулаан шаардагдана; энэ нь хийн хэмжээг нэмэгдүүлэх болно. Эцэст нь, халаалтын явцад эзэлхүүн ба даралт хоёулаа өөрчлөгдөх үед бусад тохиолдлууд боломжтой; энэ тохиолдолд эдгээр өөрчлөлтүүд хэр зэрэг явагдахаас хамаарч тодорхой хэмжээний дулаан шаардагдана. Дээр дурдсанчлан хий нь халаалтын нөхцлөөс хамааран олон төрлийн дулааны багтаамжтай байж болно. Эдгээр бүх дулааны хүчин чадлын хоёрыг ихэвчлэн ялгадаг. Тогтмол эзэлхүүн дэх хувийн дулаан багтаамж (C v ) Мөн тодорхой дулаан багтаамжтогтмол даралтанд (C - агаарын нягтрал, ).

Cv-ийг тодорхойлохын тулд хаалттай саванд байрлуулсан хийг халаах шаардлагатай. Халаах явцад хөлөг онгоцны өргөтгөлийг үл тоомсорлож болно. C p-ийг тодорхойлохдоо поршений хаалттай цилиндрт байрлуулсан хийг халаах шаардлагатай бөгөөд ачаалал өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.

Тогтмол даралт C p дахь дулааны багтаамж нь тогтмол эзэлхүүн дэх дулааны багтаамжаас их байна C v . Үнэхээр халах үед 1 ГТогтмол эзэлхүүнтэй хийн хэмжээг 1 ° -аар нэмэгдүүлэхэд нийлүүлсэн дулаан нь зөвхөн хийн дотоод энергийг нэмэгдүүлэхэд л зарцуулдаг. Тогтмол даралттай ижил масстай хийг 1 ° -аар халаахын тулд түүнд дулаан өгөх шаардлагатай бөгөөд үүний үр дүнд хийн дотоод энерги нэмэгдэхээс гадна хийн өргөтгөлтэй холбоотой ажил хийгдэх болно. хий. C p-ийг олж авахын тулд C v-ийн утгад хийн тэлэлтийн үед хийсэн ажилтай тэнцэх өөр дулааныг нэмэх шаардлагатай.

Газрын тосны физик-химийн шинж чанар, түүнийг тодорхойлох үзүүлэлтүүд: нягтрал, зуурамтгай чанар, шахалт, эзлэхүүний коэффициент. Температур ба даралтаас тэдгээрийн хамаарал

Нөөцийн тосны физик шинж чанар нь температур, даралт, ууссан хийн нөлөөгөөр тодорхойлогддог гадаргуугийн хийгүйжүүлсэн тосны шинж чанараас эрс ялгаатай. Өөрчлөх физик шинж чанарГазрын тос, газрын тосны хийн нөөцийг тооцоолох, газрын тосны ордуудыг төлөвлөх, боловсруулах, ашиглах явцад тэдгээрийн давхаргад байх термодинамик нөхцөлтэй холбоотой тогтоцын тосыг харгалзан үздэг.

НягтХийггүйжүүлсэн тос нь янз бүр байдаг - 600-аас 1000 кг / м 3 ба түүнээс дээш бөгөөд нүүрсустөрөгчийн найрлага, асфальт-давирхайт бодисын агууламжаас голчлон хамаардаг.

Усан сангийн нөхцөлд газрын тосны нягтрал нь ууссан хийн хэмжээ, температур, даралтаас хамаарна. Даралт ихсэх тусам нягтрал бага зэрэг нэмэгдэж, нөгөө хоёр хүчин зүйл нэмэгдэх тусам буурдаг. Сүүлийн хүчин зүйлсийн нөлөө илүү их байна. Азот эсвэл нүүрстөрөгчийн давхар ислээр ханасан тосны нягтрал нь даралт ихсэх тусам бага зэрэг нэмэгддэг.

Ууссан хийн хэмжээ, температурын нөлөө илүү хүчтэй байдаг. Тиймээс эцсийн эцэст хийн нягтрал үргэлж байдаг бага нягтралгазрын гадарга дээрх хийгүйжүүлсэн тос. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр газрын тосны нягтрал мэдэгдэхүйц буурч байгаа нь газрын тосыг хийгээр ханасантай холбоотой юм. Газрын тосны хийн ханасан даралтаас дээш даралт ихсэх нь газрын тосны нягтыг бага зэрэг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг.

Формацийн усны нягтралд даралт, температур, ууссан хий зэргээс гадна тэдгээрийн давсжилт хүчтэй нөлөөлдөг. Формацийн усан дахь давсны агууламж 643 кг/м 3 байхад түүний нягт нь 1450 кг/м 3 хүрдэг.

Эзлэхүүний коэффициент. Хий шингэнд уусах үед түүний хэмжээ нэмэгддэг. Усан сангийн нөхцөлд ууссан хийтэй шингэний эзлэхүүнийг хийгүйжүүлсний дараа гадаргуу дээрх ижил шингэний эзлэхүүнтэй харьцуулсан харьцааг эзэлхүүний коэффициент гэнэ.

b=V PL / V POV

энд VPL нь усан сангийн нөхцөл дэх газрын тосны хэмжээ; V POV - ижил тосны хэмжээ атмосферийн даралтба хийгүйжүүлсний дараа t=20°С байна.

Учир нь тос нь маш их уусдаг их тоонүүрсустөрөгчийн хий (1 м 3 газрын тосонд 1000 ба түүнээс дээш м 3 ч гэсэн) термодинамик нөхцлөөс хамааран газрын тосны эзлэхүүний коэффициент 3.5 ба түүнээс дээш хүрч болно. Формацийн усны эзлэхүүний коэффициент 0.99-1.06 байна.

Усан сан дахь газрын тосны эзлэхүүнтэй харьцуулахад олборлосон газрын тосны хэмжээг хувиар илэрхийлсэн бууралтыг “агшилт” гэнэ.

u=(b-1) / b *100%

Даралт нь анхны усан сангийн p 0-ээс ханасан даралт хүртэл буурах үед эзэлхүүний коэффициент бага зэрэг өөрчлөгддөг, учир нь Түүнд ууссан хийтэй тос нь энэ бүсэд ердийн сул шахагддаг шингэн шиг ажилладаг бөгөөд даралт буурах тусам бага зэрэг өргөсдөг. Даралт буурах тусам газрын тосноос хий аажмаар ялгарч, эзлэхүүний харьцаа буурдаг. Газрын тосны температурын өсөлт нь хийн уусах чадварыг улам дордуулдаг бөгөөд энэ нь эзэлхүүний коэффициент буурахад хүргэдэг.

Зуурамтгай чанар.Нэг хамгийн чухал шинж чанаруудтос нь зуурамтгай чанар юм. Газрын тосны зуурамтгай чанарыг хоолойгоор дамжуулан шингэнийг өргөх, худаг угаах, худгийн бүтээгдэхүүнийг хээрийн хоолойгоор тээвэрлэх, ёроолын нүхний үүсэх бүсийг боловсруулахтай холбоотой бараг бүх гидродинамик тооцоонд харгалзан үздэг. янз бүрийн арга, түүнчлэн усан сан дахь газрын тосны хөдөлгөөнтэй холбоотой тооцоонд .

Нөөцийн тосны зуурамтгай чанар нь гадаргын тосны зуурамтгай чанараас эрс ялгаатай, учир нь энэ нь ууссан хий агуулсан бөгөөд нөхцөл байдалд байдаг. цусны даралт ихсэхболон температур. Ууссан хийн хэмжээ, температур нэмэгдэхийн хэрээр тосны зуурамтгай чанар буурдаг.

Ханалтын даралтаас доогуур даралт ихсэх нь хийн хүчин зүйл нэмэгдэж, улмаар зуурамтгай чанар буурахад хүргэдэг. Нөөцийн тосны ханалтын даралтаас дээш даралт ихсэх нь зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг

Сурталчилгааны хамт молекул жинГазрын тосны зуурамтгай чанар нэмэгддэг. Мөн тосны зуурамтгай чанарт нөлөөлдөг их нөлөө үзүүлсэндоторх парафин ба асфальт-давирхайлаг бодисын агууламж ихэвчлэн нэмэгддэг.

Газрын тосны шахалт. Газрын тос нь уян хатан чанартай, өөрөөр хэлбэл гадны даралтын нөлөөн дор эзлэхүүнээ өөрчлөх чадвартай байдаг. Шингэний уян хатан чанарыг шахалтын коэффициентээр хэмждэг бөгөөд энэ нь даралт өөрчлөгдөх үед шингэний эзэлхүүний өөрчлөлтийг анхны эзэлхүүнтэй харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог.

β P =ΔV/(VΔP) , энд

ΔV - тосны эзлэхүүний өөрчлөлт; V - газрын тосны анхны хэмжээ; ΔP - даралтын өөрчлөлт

Нөөцийн тосны шахалтын коэффициент нь найрлага, түүн дэх ууссан хийн агууламж, температур, үнэмлэхүй даралтаас хамаарна.

Хийгүй тос нь шахалтын харьцангуй бага коэффициенттэй (4-7) * 10 -10 1/Па, хөнгөн тос нь мэдэгдэхүйц хэмжээууссан хий - 140*10 -10 1/Па хүртэл. Яаж илүү өндөр температур, тэдгээр илүү өндөр коэффициентшахах чадвар.

Нягт.

Нягт гэдэг нь ихэвчлэн нэгж эзэлхүүнд агуулагдах бодисын массыг хэлнэ. Үүний дагуу энэ хэмжигдэхүүний хэмжээ нь кг / м3 эсвэл г / см3 байна.

ρ=м/V

Усан сангийн нөхцөлд газрын тосны нягтрал нь түүнд ууссан хий болон температурын өсөлтөөс болж буурдаг. Харин ханасан даралтын хэмжээнээс доош даралт буурах үед тосны нягтын хамаарал нь монотон бус байх ба ханасан даралтаас дээш даралт ихсэх үед тос шахагдаж, нягт бага зэрэг нэмэгддэг.

Газрын тосны зуурамтгай чанар.

Зуурамтгай чанар нь шингэн эсвэл хийн доторх хоёр зэргэлдээ давхаргын хооронд харилцан хөдөлж байх үед гадаргуугийн нэгжид ногдох үрэлтийн хүчийг (дотоод эсэргүүцэл) тодорхойлдог.

Газрын тосны зуурамтгай чанарыг тодорхойлно туршилтаар VVD-U тусгай вискозиметр дээр. Вискозиметрийн ажиллах зарчим нь туршиж буй шингэн дэх металл бөмбөлөг унах хугацааг хэмжихэд суурилдаг.

Газрын тосны зуурамтгай чанарыг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

μ = t (ρ w – ρ f) k

t – бөмбөг унах хугацаа, с

ρ w ба ρ w - бөмбөг ба шингэний нягт, кг/м 3

k – вискозиметрийн тогтмол

Температурын өсөлт нь газрын тосны зуурамтгай чанар буурахад хүргэдэг (Зураг 2.a). Ханалтын даралтаас доогуур даралт ихсэх нь хийн хүчин зүйл нэмэгдэж, улмаар зуурамтгай чанар буурахад хүргэдэг. Нөөцийн тосны ханалтын даралтаас дээш даралт ихсэх нь зуурамтгай чанар нэмэгдэхэд хүргэдэг (Зураг 2.б).

Наалдамхай байдлын хамгийн бага утга нь давхарга дахь даралт нь формацийн ханалтын даралттай тэнцэх үед үүсдэг.

Газрын тосны шахалт

Газрын тос нь уян хатан чанартай байдаг. Уян хатан шинж чанартосыг газрын тосны шахалтын коэффициентээр үнэлдэг. Газрын тосны шахалт гэдэг нь даралтын нөлөөн дор шингэний эзэлхүүнийг өөрчлөх чадварыг хэлнэ.

β n = (1)

β n – газрын тосны шахалтын коэффициент, МПа -1-

V n – тосны анхны эзэлхүүн, м 3

∆V – даралтын хэмжилтийн нөлөөгөөр тосны эзэлхүүнийг хэмжих ∆Р

Шахах чадварын коэффициент нь газрын тосны нэгж эзэлхүүний харьцангуй өөрчлөлтийг нэгж тутамд даралтын өөрчлөлтийг тодорхойлдог. Энэ нь нөөцийн тосны найрлага, температур, үнэмлэхүй даралтаас хамаарна. Температур нэмэгдэхийн хэрээр шахалтын коэффициент нэмэгддэг.

Эзлэхүүний коэффициент

Эзлэхүүний коэффициент гэдэг нь газрын гадарга дээр хий гарсны дараа усан сангийн нөхцөл дэх газрын тосны эзэлхүүн нь ижил газрын тосны эзэлхүүнээс хэд дахин их байгааг харуулсан утга гэж ойлгогддог.

in = V pl / V мөнгө

в – эзэлхүүний коэффициент

Vpl andVdeg - нөөц ба хийгүй тосны хэмжээ, м 3

Даралт нь анхны нөөцийн p 0-ээс ханалтын даралт хүртэл буурахад (ab сегмент) эзэлхүүний коэффициент бага зэрэг өөрчлөгддөг, учир нь Түүнд ууссан хийтэй тос нь энэ бүсэд ердийн сул шахагддаг шингэн шиг ажилладаг бөгөөд даралт буурах тусам бага зэрэг өргөсдөг.

Даралт буурах тусам газрын тосноос хий аажмаар ялгарч, эзлэхүүний харьцаа буурдаг. Газрын тосны температурын өсөлт нь хийн уусах чадварыг улам дордуулдаг бөгөөд энэ нь эзэлхүүний коэффициент буурахад хүргэдэг.