Хий, шингэн, хатуу бодисын бүтэц.
Молекулын кинетик онолын үндсэн зарчим:
Бүх бодис молекулуудаас, молекулууд нь атомуудаас тогтдог.
атом ба молекулууд байнгын хөдөлгөөнд байдаг
Молекулуудын хооронд таталцлын болон түлхэлтийн хүч байдаг.
IN хиймолекулууд эмх замбараагүй хөдөлж, молекулуудын хоорондох зай их, молекулын хүч бага, хий нь түүнд өгсөн бүх эзэлхүүнийг эзэлдэг.
IN шингэнмолекулууд зөвхөн богино зайд эмх цэгцтэй байрладаг бөгөөд хол зайд зохион байгуулалтын дараалал (тэгш хэм) зөрчигддөг - "богино зайн дараалал". Молекулын таталцлын хүч нь молекулуудыг ойртуулдаг. Молекулуудын хөдөлгөөн нь нэг тогтвортой байрлалаас нөгөөд "үсрэх" (ихэвчлэн нэг давхарга дотор. Энэ хөдөлгөөн нь шингэний шингэнийг тайлбарладаг. Шингэн хэлбэр дүрсгүй боловч эзэлхүүнтэй байдаг.
Хатуу бодис нь хэлбэр дүрсээ хадгалдаг бодис бөгөөд талст ба аморф гэж хуваагддаг. Кристалл хатуу бодисбие нь ион, молекул эсвэл атом байж болох талст тортой бөгөөд тэдгээр нь тогтвортой тэнцвэрийн байрлалтай харьцуулахад хэлбэлздэг.. Кристал тор нь бүхэл бүтэн эзэлхүүний дагуу тогтмол бүтэцтэй байдаг - "урт хугацааны дараалал".
Аморф биетүүдхэлбэрээ хадгалдаг боловч болор торгүй, үр дүнд нь тодорхой хайлах цэг байдаггүй. Шингэн шиг молекулын зохион байгуулалтын "богино зайн" дараалалтай тул тэдгээрийг хөлдөөсөн шингэн гэж нэрлэдэг.
Молекулын харилцан үйлчлэлийн хүч
Бодисын бүх молекулууд бие биетэйгээ таталцлын болон түлхэлтийн хүчээр харилцан үйлчилдэг. Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн нотолгоо: чийгшүүлэх үзэгдэл, шахалт ба суналтын эсэргүүцэл, хатуу биет ба хийн шахагдах чадвар бага гэх мэт Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн шалтгаан нь бодис дахь цэнэгтэй хэсгүүдийн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл юм. Үүнийг хэрхэн тайлбарлах вэ? Атом нь эерэг цэнэгтэй цөм ба сөрөг цэнэгтэй электрон бүрхүүлээс бүрдэнэ. Цөмийн цэнэг нь бүх электронуудын нийт цэнэгтэй тэнцүү тул атом бүхэлдээ цахилгаан саармаг байна. Нэг буюу хэд хэдэн атомаас бүрдэх молекул нь мөн цахилгаан саармаг юм. Хоёр суурин молекулын жишээн дээр молекулуудын харилцан үйлчлэлийг авч үзье. Байгаль дээрх биетүүдийн хооронд таталцлын болон цахилгаан соронзон хүч байж болно. Молекулуудын масс нь маш бага тул молекулуудын хоорондын таталцлын харилцан үйлчлэлийн үл тоомсорлож болохгүй. Маш хол зайд молекулуудын хооронд цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл байдаггүй. Гэхдээ молекулуудын хоорондох зай багасах тусам молекулууд бие биентэйгээ тулж байгаа талууд нь өөр өөр шинж тэмдгийн цэнэгтэй байхаар (ерөнхийдөө молекулууд төвийг сахисан хэвээр байгаа) молекулуудын хооронд татах хүч үүсдэг. Молекулуудын хоорондох зай улам бүр багасах тусам молекулуудын атомуудын сөрөг цэнэгтэй электрон бүрхүүлүүдийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд түлхэх хүч үүсдэг. Үүний үр дүнд молекул нь таталцлын болон түлхэлтийн хүчний нийлбэрээр үйлчилдэг. Холын зайд таталцлын хүч давамгайлдаг (молекулын 2-3 диаметрийн зайд таталцал хамгийн их байдаг), богино зайд түлхэлтийн хүч давамгайлдаг. Молекулуудын хооронд таталцлын хүч нь түлхэх хүчтэй тэнцүү байх зай байдаг. Молекулуудын энэ байрлалыг тогтвортой тэнцвэрийн байрлал гэж нэрлэдэг. Бие биенээсээ хол зайд байрладаг, цахилгаан соронзон хүчээр холбогдсон молекулууд боломжит энергитэй байдаг. Тогтвортой тэнцвэрийн байрлалд молекулуудын боломжит энерги хамгийн бага байдаг. Аливаа бодис дахь молекул бүр хөрш зэргэлдээ олон молекулуудтай нэгэн зэрэг харилцан үйлчилдэг бөгөөд энэ нь молекулуудын хамгийн бага потенциал энергийн утгад нөлөөлдөг. Үүнээс гадна, бодисын бүх молекулууд тасралтгүй хөдөлгөөнд байдаг, өөрөөр хэлбэл. кинетик энергитэй. Тиймээс бодисын бүтэц, түүний шинж чанар (хатуу, шингэн, хийн биетүүд) нь молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хамгийн бага боломжит энерги ба молекулуудын дулааны хөдөлгөөний кинетик энергийн нөөц хоорондын хамаарлаар тодорхойлогддог.
Хатуу, шингэн, хийн биетүүдийн бүтэц, шинж чанар
Биеийн бүтцийг биеийн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэл, тэдгээрийн дулааны хөдөлгөөний шинж чанараар тайлбарладаг.
Хатуу
Хатуу бодис нь тогтмол хэлбэр, эзэлхүүнтэй бөгөөд бараг шахагдах боломжгүй байдаг. Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хамгийн бага боломжит энерги нь молекулуудын кинетик энергиээс их байдаг. Хүчтэй бөөмсийн харилцан үйлчлэл. Хатуу биет дэх молекулуудын дулааны хөдөлгөөнийг зөвхөн тогтвортой тэнцвэрийн байрлал дахь бөөмс (атом, молекул) чичиргээгээр илэрхийлдэг.
Их хэмжээний таталцлын хүчнээс болж молекулууд бодис дахь байр сууриа бараг өөрчилж чадахгүй бөгөөд энэ нь хатуу бодисын хэмжээ, хэлбэр өөрчлөгддөггүй болохыг тайлбарладаг. Ихэнх хатуу биетүүд ердийн болор тор үүсгэдэг бөөмсийн орон зайн дарааллаар байрласан байдаг. Бодисын тоосонцор (атом, молекул, ион) оройн орой дээр байрладаг - болор торны зангилаанууд. Кристал торны зангилаа нь бөөмсийн тогтвортой тэнцвэрийн байрлалтай давхцдаг. Ийм хатуу бодисыг талст гэж нэрлэдэг.
Шингэн
Шингэн нь тодорхой эзэлхүүнтэй боловч өөрийн гэсэн хэлбэртэй байдаггүй; Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хамгийн бага боломжит энерги нь молекулуудын кинетик энергитэй харьцуулж болно. Сул бөөмийн харилцан үйлчлэл. Шингэн дэх молекулуудын дулааны хөдөлгөөн нь молекулын хөршүүдийн эзэлхүүн дэх тогтвортой тэнцвэрийн байрлал дахь чичиргээгээр илэрхийлэгддэг. Молекулууд нь бодисын бүх эзэлхүүнээр чөлөөтэй хөдөлж чадахгүй ч молекулууд хөрш зэргэлдээ газар руу шилжих боломжтой. Энэ нь шингэний шингэн чанар, түүний хэлбэрийг өөрчлөх чадварыг тайлбарладаг.
Шингэн дэх молекулууд нь таталцлын хүчээр бие биетэйгээ нэлээд нягт холбогддог бөгөөд энэ нь шингэний эзэлхүүний өөрчлөгддөггүй байдлыг тайлбарладаг. Шингэний хувьд молекулуудын хоорондох зай нь молекулын диаметртэй ойролцоогоор тэнцүү байна. Молекулуудын хоорондох зай багасах үед (шингэний шахалт) түлхэх хүч огцом нэмэгддэг тул шингэн нь шахагдах боломжгүй байдаг. Тэдний бүтэц, дулааны хөдөлгөөний шинж чанарын хувьд шингэн нь хатуу болон хийн хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг. Шингэн ба хийн хоорондох ялгаа нь шингэн ба хатуу биетээс хамаагүй их байдаг. Жишээлбэл, хайлах эсвэл талсжих үед биеийн эзэлхүүн ууршилт, конденсацын үеийнхээс хэд дахин бага өөрчлөгддөг.
Хий нь тогтмол эзэлхүүнтэй байдаггүй бөгөөд тэдгээр нь байрладаг савны бүх эзэлхүүнийг эзэлдэг. Молекулуудын харилцан үйлчлэлийн хамгийн бага боломжит энерги нь молекулуудын кинетик энергиээс бага байна. Бодисын хэсгүүд бараг харилцан үйлчилдэггүй. Хий нь молекулуудын зохион байгуулалт, хөдөлгөөний бүрэн эмгэгээр тодорхойлогддог.
Хийн молекулуудын хоорондох зай нь молекулуудын хэмжээнээс хэд дахин их байдаг. Жижиг татах хүч нь молекулуудыг бие биентэйгээ ойр байлгаж чадахгүй тул хий нь хязгааргүй тэлэх боломжтой. Хий нь гадны даралтын нөлөөн дор амархан шахагддаг, учир нь молекулуудын хоорондох зай их, харилцан үйлчлэлийн хүч нь үл тоомсорлодог. Хөдөлгөөнт хийн молекулуудын нөлөөгөөр савны хананд хийн даралт үүсдэг.
Хичээл No 2/5 2
Сэдэв No26: “Шингэнгийн бүтцийн загвар. Ханасан ба ханаагүй хосууд. Агаарын чийгшил."
1 Шингэний бүтцийн загвар
Шингэн нэг нь бодисын төлөв байдал. Шингэний бусад нэгтгэх төлөв байдлаас ялгагдах гол шинж чанар нь түүний эзэлхүүнийг бараг хадгалахын зэрэгцээ дур мэдэн бага ч гэсэн шүргэгч механик стрессийн нөлөөн дор хэлбэрээ тодорхойгүй хугацаагаар өөрчлөх чадвар юм.
Зураг 1
Шингэн төлөвийг ихэвчлэн завсрын гэж үздэгхатуу ба хий : хий нь эзэлхүүн, хэлбэрээ хадгалдаггүй, харин хатуу биет нь хоёуланг нь хадгалдаг.
Молекулууд шингэн нь тодорхой байр суурьтай байдаггүй, гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн хөдөлгөөний бүрэн эрх чөлөөгүй байдаг. Тэдний хооронд таталцал байдаг бөгөөд тэднийг ойр байлгах хангалттай хүчтэй байдаг.
Шингэн төлөвт байгаа бодис тодорхой хязгаарт оршдогтемператур , доор нь энэ нь болж хувирдагхатуу төлөв(талсжилт үүсдэг эсвэл хатуу аморф төлөвт хувирахшил), дээрээс нь хий болгон хувиргана (ууршилт үүсдэг). Энэ интервалын хил хязгаар нь үүнээс хамаарнадаралт
Бүх шингэнийг ихэвчлэн цэвэр шингэн болон гэж хуваадагхолимог . Зарим шингэн хольц нь амьдралд маш чухал ач холбогдолтой:цус, далайн ус гэх мэт шингэн нь функцийг гүйцэтгэх боломжтойуусгагч
Шингэний гол шинж чанар нь шингэн юм. Хэрэв та тэнцвэрт байдалд байгаа шингэний хэсэгт түрхвэлгадаад хүч , дараа нь шингэн хэсгүүдийн урсгал нь энэ хүчийг хэрэглэх чиглэлд үүсдэг: шингэн урсдаг. Тиймээс тэнцвэргүй гадны хүчний нөлөөн дор шингэн нь хэлбэр дүрс, эд ангиудын харьцангуй байрлалыг хадгалж чаддаггүй тул түүний байрлах савны хэлбэрийг авдаг.
Хуванцар хатуу бодисоос ялгаатай нь шингэнд байдаггүйургацын хүч: шингэнийг урсгахад дур мэдэн бага хэмжээний гадны хүч хэрэглэхэд хангалттай.
Шингэний нэг онцлог шинж чанар нь түүнд байдагтодорхой эзлэхүүн ( тогтмол гадаад нөхцөлд). Шингэнийг механик аргаар шахахад маш хэцүү байдаг, учир нь ялгаатай ньхий , молекулуудын хооронд маш бага чөлөөт зай байдаг. Сав доторх шингэнд үзүүлэх даралт нь энэ шингэний эзэлхүүний цэг бүрт өөрчлөлтгүйгээр дамждаг (Паскалийн хууль , хийн хувьд мөн хүчинтэй байна). Энэ шинж чанар нь маш бага шахалтын шинж чанартай бөгөөд гидравлик машинд ашиглагддаг.
Шингэнийг халаахад ерөнхийдөө хэмжээ ихсэж (өргөж), хөргөх үед эзэлхүүн нь буурдаг (гэрэлддэг). Гэсэн хэдий ч үл хамаарах зүйлүүд байдаг, жишээлбэл,ус халах үед, хэвийн даралт, 0 ° C-аас ойролцоогоор 4 ° C температурт багасна.
Үүнээс гадна шингэн (хий гэх мэт) нь тодорхойлогддогзуурамтгай чанар . Энэ нь нэг хэсгийн хөдөлгөөнийг нөгөө хэсэгтэй харьцуулахад, өөрөөр хэлбэл дотоод үрэлтийг эсэргүүцэх чадвар гэж тодорхойлогддог.
Шингэний зэргэлдээх давхаргууд бие биентэйгээ харьцуулахад хөдөлж байх үед молекулуудын мөргөлдөөн үүсэх нь зайлшгүй юм.дулааны хөдөлгөөн. Эмх цэгцтэй хөдөлгөөнийг саатуулдаг хүчнүүд үүсдэг. Энэ тохиолдолд эмх цэгцтэй хөдөлгөөний кинетик энерги нь молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөний дулааны энерги болж хувирдаг.
Хөдөлгөөнд орж, өөрийн гэсэн горимд үлдээсэн саванд байгаа шингэн аажмаар зогсох боловч түүний температур нэмэгдэх болно.Хийн шиг уурын хувьд наалдамхай хүчийг үл тоомсорлож, хөдөлгөөнийг молекулуудын чөлөөт нислэг, тэдгээрийн бие биетэйгээ болон хүрээлэн буй биетэй (савны ёроолыг бүрхсэн хана, шингэн) мөргөлдөх гэж үзэж болно. Шингэн доторх молекулууд нь хатуу биеттэй адил хүчтэй харилцан үйлчилж, бие биенээ барьж байдаг. Гэсэн хэдий ч хатуу биед молекул бүр биеийн доторх тодорхойгүй тэнцвэрийн байрлалыг хадгалж, түүний хөдөлгөөн нь энэ тэнцвэрт байдлын эргэн тойронд хэлбэлзэл болж буурдаг бол шингэний хөдөлгөөний мөн чанар өөр байдаг. Шингэн молекулууд хатуу молекулуудаас хамаагүй илүү чөлөөтэй хөдөлдөг боловч хийн молекулууд шиг чөлөөтэй хөдөлдөггүй. Шингэн дэх молекул бүр хөршөөсөө холдохгүйгээр хэсэг хугацаанд энд тэнд хөдөлдөг. Энэ хөдөлгөөн нь хатуу молекулын тэнцвэрийн байрлалыг тойрсон чичиргээтэй төстэй юм. Гэсэн хэдий ч үе үе шингэний молекул орчноосоо зугтаж өөр газар нүүж, шинэ орчинд дуусч, хэсэг хугацаанд чичиргээтэй төстэй хөдөлгөөнийг дахин гүйцэтгэдэг.
Тиймээс шингэний молекулуудын хөдөлгөөн нь хатуу ба хий дэх хөдөлгөөнүүдийн холимогтой адил зүйл юм: нэг газар дахь "хэлбэлзэх" хөдөлгөөн нь нэг газраас нөгөөд шилжих "чөлөөт" шилжилтээр солигддог. Үүний дагуу шингэний бүтэц нь хатуу болон хийн бүтэц хоёрын хооронд байдаг. Температур өндөр байх тусам шингэний молекулуудын кинетик энерги их байх тусам "чөлөөт" хөдөлгөөнд гүйцэтгэх үүрэг их байх болно: молекулын "чичиргээ" төлөвийн интервал богино байх тусам "чөлөөт" шилжилтүүд, жишээлбэл. , шингэн нь хий шиг болох тусам. Шингэн бүрийн хангалттай өндөр температурт (эгзэгтэй температур гэж нэрлэгддэг) шингэний шинж чанар нь өндөр шахсан хийн шинж чанараас ялгаатай биш юм.
2 Ханасан ба ханаагүй хосууд ба тэдгээрийн шинж чанарууд
Шингэний чөлөөт гадаргуугаас дээш энэ шингэний уур үргэлж байдаг. Хэрэв шингэнтэй савыг хаагаагүй бол тогтмол температурт уурын хэсгүүдийн концентраци нь өргөн хязгаарт, доош, дээшээ өөрчлөгдөж болно.
Хязгаарлагдмал орон зайд ууршилтын процесс(шингэнтэй битүү сав)өгөгдсөн температурт зөвхөн тодорхой хязгаар хүртэл тохиолдож болно. Энэ нь уурын конденсац нь шингэний ууршилттай нэгэн зэрэг явагддагтай холбон тайлбарладаг. Нэгдүгээрт, 1 секундын дотор шингэнээс гарч буй молекулуудын тоо буцаж ирэх молекулуудын тооноос их байх ба нягтрал, улмаар уурын даралт нэмэгддэг. Энэ нь конденсацийн хурдыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хэсэг хугацааны дараа динамик тэнцвэрт байдал үүсч, шингэний дээрх уурын нягт тогтмол болдог.
Шингэнтэйгээ динамик тэнцвэрт байдалд байгаа уурыг ханасан уур гэж нэрлэдэг. Шингэнтэйгээ динамик тэнцвэрт байдалд ороогүй уурыг ханаагүй гэж нэрлэдэг.
Туршлагаас харахад ханаагүй хосууд бүгдэд захирагддагхийн хууль , мөн илүү нарийвчлалтай байх тусам ханасан уур нь дараах шинж чанаруудаар тодорхойлогддог.
- өгөгдсөн температурт ханасан уурын нягт ба даралт нь тухайн температурт уурын байж болох хамгийн их нягт ба даралт юм;
- Ханасан уурын нягт ба даралт нь тухайн бодисын төрлөөс хамаарна. Шингэний ууршилтын хувийн дулаан бага байх тусам хурдан уурших ба уурын даралт, нягтрал ихсэх болно;
- ханасан уурын даралт ба нягт нь түүний температураар тодорхойлогддог (уур нь энэ температурт хэрхэн хүрсэнээс хамаарахгүй: халаах эсвэл хөргөх үед);
- даралт ба уурын нягт нь температур нэмэгдэх тусам хурдацтай нэмэгддэг (Зураг 1, a, b).
Туршлагаас харахад шингэнийг халаах үед хаалттай саванд шингэний түвшин буурдаг. Үүний үр дүнд уурын масс ба нягт нь нэмэгддэг. Идеал хийтэй харьцуулахад ханасан уурын даралтын илүү хүчтэй өсөлтийг (Гэй-Люссакийн хууль нь ханасан ууранд хамаарахгүй) энд даралт нь зөвхөн молекулуудын дундаж кинетик энерги нэмэгдсэнтэй холбоотой биш гэдгийг тайлбарлаж байна. (хамгийн тохиромжтой хий шиг), гэхдээ бас молекулын концентраци нэмэгдэж байгаатай холбоотой;
- тогтмол температурт ханасан уурын даралт ба нягт нь эзэлхүүнээс хамаардаггүй. Харьцуулбал, Зураг 2-т идеал хий (a) ба ханасан уурын (b) изотермуудыг үзүүлэв.
Цагаан будаа. 2
Туршлагаас харахад изотермийн тэлэлтийн үед сав дахь шингэний түвшин буурч, шахалтын үед нэмэгддэг, өөрөөр хэлбэл. уурын молекулуудын тоо өөрчлөгддөг тул уурын нягт тогтмол хэвээр байна.
3 Чийглэг
Усны уур агуулсан агаар гэж нэрлэдэгнойтон . Агаар дахь усны уурын агууламжийг тодорхойлохын тулд хэд хэдэн хэмжигдэхүүнийг оруулсан болно: үнэмлэхүй чийгшил, усны уурын даралт, харьцангуй чийгшил.
Үнэмлэхүй чийгшилρ Агаар нь 1 м-т агуулагдах усны уурын масстай тоон утгаараа тэнцүү хэмжигдэхүүн юм 3 агаар (өөрөөр хэлбэл өгөгдсөн нөхцөлд агаар дахь усны уурын нягт).
Усны уурын даралт p нь агаарт агуулагдах усны уурын хэсэгчилсэн даралт юм. Үнэмлэхүй чийгшил ба уян хатан байдлын SI нэгж нь шоо метр тутамд килограмм (кг/м) байна. 3) ба паскаль (Па).
Хэрэв зөвхөн үнэмлэхүй чийгшил эсвэл усны уурын даралтыг мэддэг бол агаар хэр хуурай, чийглэг болохыг шүүх боломжгүй хэвээр байна. Агаарын чийгшлийн түвшинг тодорхойлохын тулд усны уур нь ханалтаас хол эсвэл ойрхон байгаа эсэхийг мэдэх хэрэгтэй.
Харьцангуй чийгшилагаар φ нь үнэмлэхүй чийгшил ба нягтын харьцааг хувиар илэрхийлнэρ 0 өгөгдсөн температурт ханасан уур (эсвэл усны уурын даралтын даралт ба харьцаа). p 0 өгөгдсөн температурт ханасан уур):
Харьцангуй чийгшил бага байх тусам уур нь ханалтаас хол байх тусам ууршилт илүү хүчтэй болно. Уурын ханасан даралт p 0 өгөгдсөн температурын хүснэгтийн утгад. Усны уурын даралтыг (тиймээс үнэмлэхүй чийгшил) шүүдэр цэгээр тодорхойлно.
Температур хүртэл изобараар хөргөх үед t p уур нь ханасан болж, түүний төлөвийг цэгээр илэрхийлнэ IN . Температур tp , энэ үед усны уур ханасан гэж нэрлэдэгшүүдэр цэг . Шүүдэр цэгээс доош хөргөх үед уурын конденсаци эхэлдэг: манан гарч, шүүдэр унаж, цонхны манан үүсдэг.
4 Агаарын чийгшлийн хэмжилт
Агаарын чийгшлийг хэмжихэд хэмжих хэрэгслийг ашигладаггигрометр. Хэд хэдэн төрлийн гигрометр байдаг боловч гол нь:үс ба психометрийн.
Агаар дахь усны уурын даралтыг шууд хэмжихэд хэцүү байдаг тул харьцангуй чийгшлийг хэмждэгшууд бусаар.
Үйл ажиллагааны зарчимүсний гигрометртослоггүй үс (хүн эсвэл амьтан) дээр үндэслэсэн.уртаа өөрчилтүүний байрлах агаарын чийгшилээс хамаарна.
Үс металл хүрээ дээр сунгасан. Үсний уртын өөрчлөлт нь масштабын дагуу хөдөлж буй суманд дамждаг. Өвлийн улиралд үсний гигрометр нь гадаа агаарын чийгшлийг хэмжих гол хэрэгсэл юм.
Илүү нарийвчлалтай гигрометр бол психрометрийн гигрометр юмпсихометр
(Бусад Грек хэлээр "psychros" нь хүйтэн гэсэн утгатай).
Агаарын харьцангуй чийгшил нь мэдэгдэж байнахамаарна ууршилтын хурд.
Агаарын чийгшил бага байх тусам чийг ууршихад хялбар болно.
Психрометр байдагхоёр термометр . Нэг нь энгийн, тэд үүнийг нэрлэдэгхуурай Энэ нь орчны агаарын температурыг хэмждэг. Өөр нэг термометрийн чийдэнг даавууны зулын голд ороож, устай саванд хийнэ. Хоёр дахь термометр нь агаарын температурыг харуулахгүй, харин нойтон зулын голын температурыг харуулдаг тул нэр нь ийм байначийгшүүлсэн термометр. Агаарын чийгшил бага байх тусамилүү хүчтэй зулын голоос чийг уурших тусам чийгшүүлсэн термометрээс нэгж хугацаанд дулааны хэмжээ их байх тусам түүний заалт бага байх тул хуурай ба чийгшүүлсэн термометрийн уншилтын зөрүү их байх болно.
Шүүдэр цэгийг гигрометр ашиглан тодорхойлно. Конденсацийн гигрометр нь металл хайрцаг юмА , урд хана TO сайн өнгөлсөн (Зураг 2) Хайрцаг дотор амархан ууршдаг шингэн эфирийг асгаж, термометр оруулдаг. Резинэн чийдэнг ашиглан хайрцагт агаар нэвтрүүлэхГ , эфирийг хүчтэй ууршуулж, хайрцгийг хурдан хөргөнө. Термометр нь хананы өнгөлсөн гадаргуу дээр шүүдэр дусал гарч ирэх температурыг хэмждэг. TO . Ханантай зэргэлдээх талбайн даралтыг тогтмол гэж үзэж болно, учир нь энэ хэсэг нь агаар мандалд холбогддог бөгөөд хөргөлтийн улмаас даралтын бууралт нь уурын концентраци нэмэгдэх замаар нөхөгддөг. Шүүдэр гарч ирэх нь усны уур ханасан болохыг харуулж байна. Агаарын температур, шүүдэр цэгийг мэдэхийн тулд та усны уурын хэсэгчилсэн даралт, харьцангуй чийгшлийг олох боломжтой.
Цагаан будаа. 2
Бие даан шийдвэрлэх 5 асуудал
Асуудал 1
Гадаа намрын хүйтэн бороо орж байна. Ямар тохиолдолд гал тогооны өрөөнд өлгөөтэй угаалгын газар илүү хурдан хатах вэ: цонх онгорхой эсвэл хаалттай үед? Яагаад?
Асуудал 2
Агаарын чийгшил 78%, хуурай чийдэнгийн заалт 12 ° C байна. Нойтон термометр ямар температурыг харуулах вэ?(Хариулт: 10 ° C.)
Асуудал 3
Хуурай ба нойтон термометрийн уншилтын зөрүү нь 4 ° C байна. Харьцангуй чийгшил 60%. Хуурай ба нойтон чийдэнгийн уншилтууд юу вэ?(Хариулт: t c -l9 °С, t m = 10 °С.)
1. Шингэний бүтцийн загвар. Ханасан ба ханаагүй хосууд; ханасан уурын даралтын температураас хамаарах хамаарал; буцалгах. Агаарын чийгшил; шүүдэр цэг, гигрометр, психометр.
Ууршилт - шингэний чөлөөт гадаргуугаас ямар ч температурт үүсдэг ууршилт. Ямар ч температурт дулааны хөдөлгөөний үед шингэний молекулуудын кинетик энерги нь бусад молекулуудтай холбогдох боломжит энергиэс хэтрдэггүй. Ууршилт нь шингэнийг хөргөх замаар дагалддаг. Ууршилтын хурд нь: задгай гадаргуугийн талбай, температур, шингэний ойролцоох молекулуудын концентрацаас хамаарна.
Конденсац- бодисыг хийн төлөвөөс шингэн төлөвт шилжүүлэх үйл явц.
Тогтмол температурт хаалттай саванд шингэнийг ууршуулах нь хийн төлөвт уурших бодисын молекулуудын концентрацийг аажмаар нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Ууршилт эхэлснээс хойш хэсэг хугацааны дараа хийн төлөвт байгаа бодисын концентраци нь шингэн рүү буцаж ирэх молекулуудын тоо ижил хугацаанд шингэнээс гарч буй молекулуудын тоотой тэнцэх утгад хүрнэ. Суулгасан динамик тэнцвэрбодисын ууршилт ба конденсацийн процессуудын хооронд.
Шингэнтэй динамик тэнцвэрт байдалд байгаа хийн төлөвт байгаа бодисыг нэрлэдэг ханасан уур. (Уур нь ууршилтын явцад шингэнийг орхих молекулуудын цуглуулга юм.) Ханасан хэмжээнээс доогуур даралттай уурыг ханаагүй гэж нэрлэдэг.
Усан сан, хөрс, ургамлын гадаргуугаас ус байнга ууршдаг, мөн хүн, амьтны амьсгалын улмаас агаар мандалд үргэлж усны уур байдаг. Тиймээс атмосферийн даралт нь хуурай агаар ба түүнд агуулагдах усны уурын даралтын нийлбэр юм. Агаарыг уураар ханасан үед усны уурын даралт хамгийн их байх болно. Ханасан уур нь ханаагүй уураас ялгаатай нь хамгийн тохиромжтой хийн хуулийг дагаж мөрддөггүй. Тиймээс ханасан уурын даралт нь эзэлхүүнээс хамаардаггүй, харин температураас хамаардаг. Энэ хамаарлыг энгийн томъёогоор илэрхийлэх боломжгүй тул ханасан уурын даралтын температураас хамаарах туршилтын судалгаанд үндэслэн түүний даралтыг янз бүрийн температурт тодорхойлох боломжтой хүснэгтүүдийг эмхэтгэсэн.
Өгөгдсөн температурт агаар дахь усны уурын даралтыг гэнэ үнэмлэхүй чийгшил. Уурын даралт нь молекулуудын концентрацитай пропорциональ байдаг тул үнэмлэхүй чийгшил нь өгөгдсөн температурт агаарт агуулагдах усны уурын нягтыг нэг куб метр тутамд килограммаар илэрхийлсэн (p) гэж тодорхойлж болно.
Харьцангуй чийгшилЭнэ нь өгөгдсөн температурт агаар дахь усны уурын (эсвэл даралт) нягтыг тухайн үеийн усны уурын нягт (эсвэл даралт)-д харьцуулсан харьцаа юм. ижил температур, хувиар илэрхийлсэн, i.e.
Уур амьсгалын дунд өргөрөгт хүмүүсийн хувьд хамгийн таатай нөхцөл бол 40-60% харьцангуй чийгшил юм.
Агаарын температурыг бууруулснаар түүний доторх уурыг ханасан байдалд хүргэж болно.
шүүдэр цэгнь агаар дахь уур ханасан температур юм. Агаарт эсвэл түүнтэй харьцаж буй объект дээр шүүдэр цэг хүрэхэд усны уур нь өтгөрч эхэлдэг. Агаарын чийгшлийг тодорхойлохын тулд гигрометр, психрометр гэж нэрлэгддэг багаж хэрэгслийг ашигладаг.
Бодисын бүтцийн талаархи молекул-кинетик санаанууд нь шингэн, хий, хатуу бодисын шинж чанарын олон янз байдлыг тайлбарладаг. Бодисын хэсгүүдийн хооронд цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл байдаг - тэдгээр нь цахилгаан соронзон хүчийг ашиглан бие биенээ татаж, түлхэж байдаг. Молекулуудын хоорондох маш хол зайд эдгээр хүч нь үл тоомсорлодог.
Молекулын харилцан үйлчлэлийн хүч
Гэхдээ бөөмс хоорондын зай багасвал зураг өөрчлөгдөнө. Төвийг сахисан молекулууд сансар огторгуйд чиглэж эхэлдэг бөгөөд ингэснээр бие биен рүүгээ харсан гадаргуу нь эсрэг талын цэнэгтэй болж, тэдгээрийн хооронд татах хүчнүүд ажиллаж эхэлдэг. Энэ нь молекулуудын төвүүдийн хоорондох зай нь тэдгээрийн радиусуудын нийлбэрээс их байх үед тохиолддог.
Хэрэв та молекулуудын хоорондох зайг үргэлжлүүлэн багасгах юм бол тэдгээр нь ижил цэнэглэгдсэн электрон бүрхүүлүүдийн харилцан үйлчлэлийн үр дүнд түлхэж эхэлдэг. Энэ нь харилцан үйлчлэгч молекулуудын радиусуудын нийлбэр нь бөөмсийн төвүүдийн хоорондох зайнаас их байх үед тохиолддог.
Өөрөөр хэлбэл, том молекул хоорондын зайд таталцал давамгайлж, ойрын зайд түлхэлт давамгайлдаг. Гэхдээ тэдгээр нь тогтвортой тэнцвэрийн байрлалд байх үед бөөмсийн хооронд тодорхой зай байдаг (таталцлын хүч нь түлхэх хүчтэй тэнцүү). Энэ байрлалд молекулууд хамгийн бага потенциал энергитэй байдаг. Молекулууд нь байнгын хөдөлгөөнд байдаг тул кинетик энергитэй байдаг.
Ийнхүү бөөмс хоорондын харилцан үйлчлэлийн холбоо нь бодисын хатуу, хий, шингэн гэсэн гурван төлөвийг ялгаж, тэдгээрийн шинж чанарыг тайлбарладаг.
Усыг жишээ болгон авч үзье. Усны хэсгүүдийн хэмжээ, хэлбэр, химийн найрлага нь хатуу (мөс) эсвэл хий (уур) байхаас үл хамааран ижил хэвээр байна. Гэхдээ эдгээр бөөмсийн хөдөлгөөн, байрлал нь муж бүрт өөр өөр байдаг.
Хатуу бодис
Хатуу биетүүд нь бүтэцээ хадгалж, хүчтэйгээр хагарах, хугарах боломжтой. Та болон ширээ хоёулаа хатуу учраас та ширээ дундуур явж чадахгүй. Хатуу бөөмс нь материйн гурван уламжлалт төлөвөөс хамгийн бага энергитэй байдаг. Бөөмүүд нь хоорондоо маш бага зайтай тодорхой бүтцийн дарааллаар байрладаг.
Тэд хамтдаа тэнцвэртэй байдаг бөгөөд зөвхөн чадна чичиргээтогтмол байрлалын эргэн тойронд. Үүнтэй холбогдуулан хатуу бодисууд байдаг өндөр нягтралтайТэгээд тогтмол хэлбэр, эзэлхүүн.Хэрвээ та ширээгээ хэдэн өдрийн турш ганцаараа үлдээвэл энэ нь тэлэхгүй бөгөөд шалан дээрх нимгэн модон давхарга нь өрөөг дүүргэхгүй!
Шингэн
Яг л хатуу биетийн нэгэн адил шингэн дэх тоосонцор нь хоорондоо ойрхон, гэхдээ санамсаргүй байдлаар байрладаг. Хатуу биетүүдээс ялгаатай нь хүн шингэнээр дамжин өнгөрч чаддаг бөгөөд энэ нь бөөмс хоорондын таталцлын хүч суларч байгаатай холбоотой юм. Шингэн дотор хэсгүүд нь бие биенээсээ харьцангуй хөдөлж чаддаг.
Шингэн нь тогтмол эзэлхүүнтэй боловч тогтмол хэлбэртэй байдаггүй. Тэд болно таталцлын хүчний нөлөөн дор урсдаг. Гэхдээ зарим шингэн нь бусдаас илүү наалдамхай байдаг. Наалдамхай шингэн нь молекулуудын хооронд илүү хүчтэй харилцан үйлчлэлтэй байдаг.
Шингэний молекулууд нь хатуу биетээс хамаагүй их кинетик энергитэй (хөдөлгөөний энерги) боловч хийгээс хамаагүй бага байдаг.
Хийнүүд
Хийн хэсгүүд нь бие биенээсээ хол зайд, санамсаргүй байдлаар байрладаг. Бөөмүүдийн хооронд татах хүч бараг байдаггүй тул энэ төлөв нь хамгийн их кинетик энергитэй байдаг.
Хийн молекулууд бүх чиглэлд тогтмол хөдөлгөөнтэй байдаг (гэхдээ зөвхөн шулуун шугамаар), бие биетэйгээ мөргөлдөж, тэдгээрийн байрлах савны ханатай мөргөлддөг - энэ нь даралт.
Мөн хий нь хэмжээ, хэлбэрээс үл хамааран савны эзэлхүүнийг бүрэн дүүргэхийн тулд өргөсдөг. хий нь тогтмол хэлбэр, эзэлхүүнтэй байдаггүй.
Бүх амьд бус бодисууд нь өөр өөр байж болох бөөмсөөс бүрддэг. Хий, шингэн, хатуу биетүүдийн бүтэц нь өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. Хатуу биет дэх тоосонцор нь хоорондоо маш ойрхон байдаг тул тэдгээрийг маш бат бөх болгодог. Нэмж дурдахад тэд тодорхой хэлбэрийг хадгалж чаддаг, учир нь тэдний хамгийн жижиг хэсгүүд нь бараг хөдөлдөггүй, харин зөвхөн чичирдэг. Шингэн дэх молекулууд хоорондоо нэлээд ойрхон боловч чөлөөтэй хөдөлж чаддаг тул өөрийн гэсэн хэлбэртэй байдаггүй. Хийн тоосонцор маш хурдан хөдөлж, эргэн тойронд нь ихэвчлэн маш их зай байдаг бөгөөд энэ нь амархан шахагдах боломжтой гэсэн үг юм.
Хатуу бодисын шинж чанар, бүтэц
Хатуу бодисын бүтэц, бүтцийн онцлог юу вэ? Эдгээр нь бие биентэйгээ маш ойрхон байрладаг хэсгүүдээс бүрдэнэ. Тэд хөдөлж чадахгүй тул хэлбэр нь тогтмол хэвээр байна. Хатуу биет ямар шинж чанартай байдаг вэ? Энэ нь шахагдахгүй, харин халсан тохиолдолд температур нэмэгдэх тусам түүний хэмжээ нэмэгдэх болно. Энэ нь бөөмс чичирч, хөдөлж эхэлснээр нягтрал буурахад хүргэдэг.
Хатуу бодисын нэг онцлог нь тэдгээр нь тогтмол хэлбэртэй байдаг. Хатуу бодис халах үед бөөмсийн хөдөлгөөн нэмэгддэг. Илүү хурдан хөдөлж буй хэсгүүд илүү хүчтэй мөргөлдөж, бөөмс бүр хөршөө түлхэхэд хүргэдэг. Тиймээс температурын өсөлт нь ихэвчлэн биеийн хүч чадлыг нэмэгдүүлдэг.
Хатуу бодисын болор бүтэц
Хатуу биетийн зэргэлдээх молекулуудын хоорондын харилцан үйлчлэлийн молекул хоорондын хүч нь тэдгээрийг тогтмол байрлалд байлгахад хангалттай хүчтэй байдаг. Хэрэв эдгээр хамгийн жижиг хэсгүүд нь маш эрэмбэлэгдсэн бүтэцтэй бол ийм бүтцийг ихэвчлэн талст гэж нэрлэдэг. Элемент эсвэл нэгдлийн бөөмс (атом, ион, молекул) -ын дотоод дарааллын асуудлыг тусгай шинжлэх ухаан - талстографийн чиглэлээр авч үздэг.
Хатуу бодисууд нь бас онцгой сонирхолтой байдаг. Бөөмүүдийн зан байдал, тэдгээрийн бүтэц хэрхэн явагддагийг судалснаар химич нар тодорхой төрлийн материал тодорхой нөхцөлд хэрхэн ажиллахыг тайлбарлаж, урьдчилан таамаглаж чадна. Хатуу биетийн хамгийн жижиг хэсгүүд нь торонд байрладаг. Энэ нь бөөмсийн тогтмол зохион байгуулалт гэж нэрлэгддэг бөгөөд тэдгээрийн хооронд янз бүрийн химийн холбоо чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Хатуу биеийн бүтцийн туузан онол нь үүнийг атомуудын цуглуулга гэж үздэг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь цөм ба электронуудаас бүрддэг. Кристал бүтцэд атомын цөмүүд нь тодорхой орон зайн үечлэлээр тодорхойлогддог болор торны зангилаанд байрладаг.
Шингэний бүтэц нь юу вэ?
Хатуу болон шингэний бүтэц нь тэдгээрийн бүрдэх хэсгүүд нь ойр зайд байрладаг тул ижил төстэй байдаг. Үүний ялгаа нь молекулууд чөлөөтэй хөдөлдөг, учир нь тэдгээрийн хоорондох таталцлын хүч нь хатуу биетэй харьцуулахад хамаагүй сул байдаг.
Шингэн ямар шинж чанартай байдаг вэ? Эхнийх нь шингэн чанар, хоёр дахь нь шингэн нь түүнийг байрлуулсан савны хэлбэрийг авах явдал юм. Хэрэв та үүнийг халаавал эзлэхүүн нэмэгдэх болно. Бөөмүүд хоорондоо ойрхон байдаг тул шингэнийг шахах боломжгүй байдаг.
Хийн биетүүдийн бүтэц, бүтэц нь юу вэ?
Хийн хэсгүүд нь санамсаргүй байдлаар байрладаг бөгөөд бие биенээсээ маш хол байрладаг тул тэдгээрийн хооронд ямар ч татах хүч үүсэхгүй. Хий нь ямар шинж чанартай, хийн биетүүдийн бүтэц ямар байдаг вэ? Дүрмээр бол хий нь байрлуулсан бүх орон зайг жигд дүүргэдэг. Энэ нь амархан шахагддаг. Хийн биетийн хэсгүүдийн хурд нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Үүний зэрэгцээ даралт нэмэгддэг.
Хий, шингэн, хатуу биетүүдийн бүтэц нь эдгээр бодисын хамгийн жижиг хэсгүүдийн хоорондох өөр өөр зайгаар тодорхойлогддог. Хийн хэсгүүд нь хатуу эсвэл шингэн хэсгүүдээс хамаагүй хол зайд оршдог. Жишээлбэл, агаарт бөөмс хоорондын дундаж зай нь бөөмс бүрийн диаметрээс арав дахин их байдаг. Тиймээс молекулуудын эзэлхүүн нь нийт эзэлхүүний ердөө 0.1% -ийг эзэлдэг. Үлдсэн 99.9% нь хоосон зай юм. Үүний эсрэгээр шингэн хэсгүүд нь нийт шингэний эзлэхүүний 70 орчим хувийг эзэлдэг.
Хийн бөөмс бүр өөр бөөмстэй (хий, шингэн эсвэл хатуу) мөргөлдөх хүртэл шулуун замаар чөлөөтэй хөдөлдөг. Бөөмүүд ихэвчлэн нэлээд хурдан хөдөлж, хоёр нь мөргөлдсөний дараа бие биенээсээ үсэрч, ганцаараа замаа үргэлжлүүлнэ. Эдгээр мөргөлдөөн нь чиглэл, хурдыг өөрчилдөг. Хийн хэсгүүдийн эдгээр шинж чанарууд нь хий нь ямар ч хэлбэр, эзэлхүүнийг дүүргэхийн тулд өргөжих боломжийг олгодог.
Төрийн өөрчлөлт
Хий, шингэн, хатуу биетүүдийн бүтэц нь гадны тодорхой нөлөөлөлд өртөхөд өөрчлөгдөж болно. Тэд халаах, хөргөх зэрэг тодорхой нөхцөлд бие биенийхээ төлөв байдалд хувирч болно.
- Ууршилт. Шингэн биетүүдийн бүтэц, шинж чанар нь тэдгээрийг тодорхой нөхцөлд огт өөр физик төлөвт хувиргах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, хэрэв та машинаа цэнэглэж байхдаа санамсаргүй байдлаар бензин асгасан бол түүний хурц үнэрийг хурдан анзаарах болно. Энэ нь яаж болдог вэ? Бөөмүүд нь шингэний туршид хөдөлж, эцэст нь гадаргуу дээр хүрдэг. Тэдний чиглэсэн хөдөлгөөн нь эдгээр молекулуудыг гадаргуугаас цааш шингэний дээрх орон зайд зөөвөрлөх боломжтой боловч таталцал тэднийг буцааж татна. Нөгөөтэйгүүр бөөмс маш хурдан хөдөлж байвал бусдаас нилээд хол зайд тусгаарлагдана. Тиймээс халаах үед ихэвчлэн тохиолддог бөөмсийн хурд нэмэгдэхийн хэрээр ууршилт, өөрөөр хэлбэл шингэнийг хий болгон хувиргах процесс явагддаг.
Биеийн янз бүрийн төлөв байдалд бие махбодийн зан байдал
Хий, шингэн, хатуу биетүүдийн бүтэц нь эдгээр бүх бодисууд нь атом, молекул эсвэл ионуудаас бүрддэгтэй холбоотой боловч эдгээр хэсгүүдийн үйлдэл нь огт өөр байж болно. Хийн бөөмс нь бие биенээсээ санамсаргүй байдлаар байрладаг, шингэний молекулууд хоорондоо ойрхон байдаг боловч тэдгээр нь хатуу биет шиг хатуу бүтэцтэй байдаггүй. Хийн хэсгүүд чичирч, өндөр хурдтайгаар хөдөлдөг. Шингэний атом ба молекулууд бие биенийхээ хажуугаар чичирч, хөдөлж, гулсдаг. Хатуу биеийн хэсгүүд нь чичирч чаддаг боловч хөдөлгөөн нь тэдний онцлог шинж биш юм.
Дотоод бүтцийн онцлог
Материйн зан төлөвийг ойлгохын тулд эхлээд түүний дотоод бүтцийн онцлогийг судлах хэрэгтэй. Бөмбөлөг дэх боржин чулуу, оливын тос, гели хоёрын дотоод ялгаа юу вэ? Материйн бүтцийн энгийн загвар нь энэ асуултад хариулахад тусална.
Загвар бол бодит объект эсвэл бодисын хялбаршуулсан хувилбар юм. Жишээлбэл, бодит барилгын ажил эхлэхээс өмнө архитекторууд эхлээд барилгын төслийн загварыг барьдаг. Ийм хялбаршуулсан загвар нь яг тодорхой тайлбар гэсэн үг биш боловч тодорхой бүтэц ямар байх талаар ойролцоогоор ойлголт өгөх боломжтой.
Хялбаршуулсан загварууд
Шинжлэх ухаанд загвар нь үргэлж физик бие биш юм. Өнгөрсөн зуунд хүн төрөлхтний физик ертөнцийн талаарх ойлголт мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн. Гэсэн хэдий ч хуримтлуулсан мэдлэг, туршлагын ихэнх нь математик, хими, физикийн томьёо гэх мэт маш нарийн төвөгтэй ойлголтууд дээр суурилдаг.
Энэ бүхнийг ойлгохын тулд эдгээр нарийн бөгөөд нарийн төвөгтэй шинжлэх ухааныг нэлээд сайн мэддэг байх хэрэгтэй. Эрдэмтэд физик үзэгдлийг дүрслэн харуулах, тайлбарлах, урьдчилан таамаглах хялбаршуулсан загваруудыг боловсруулсан. Энэ бүхэн нь яагаад зарим бие нь тодорхой температурт тогтмол хэлбэр, эзэлхүүнтэй байдаг бол зарим нь тэдгээрийг өөрчилж чаддаг гэх мэт ойлголтыг ихээхэн хялбаршуулдаг.
Бүх бодис жижиг хэсгүүдээс тогтдог. Эдгээр хэсгүүд нь байнгын хөдөлгөөнд байдаг. Хөдөлгөөний хэмжээ нь температураас хамаарна. Температурын өсөлт нь хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж байгааг харуулж байна. Хий, шингэн, хатуу биетүүдийн бүтэц нь тэдгээрийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний эрх чөлөө, түүнчлэн бөөмсүүд бие биендээ хэр хүчтэй татагддагаар ялгагдана. Биеийн байдал нь түүний биеийн байдлаас хамаарна. Усны уур, шингэн ус, мөс нь ижил химийн шинж чанартай боловч физик шинж чанар нь мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг.
