Fizikos informacija apie dujines medžiagas

REALIOS DUJOS Molekulinės jėgos Ne tik dujų, bet ir skysčių molekulės veikia viena kitą jėgomis, kurias vadiname molekulinėmis. Jėgos, kuriomis molekulės traukia viena kitą dar vadinamos van der Valso jėgomis. Šios jėgos yra elektromagnetinės prigimties. Tarp dviejų molekulių veikiančios traukos jėgos modulis priklauso nuo atstumo r tarp jų centrų taip: Didėjant r jos sparčiai mažėja. Molekulinė stūmos jėgos dar labiau priklauso nuo atstumo tarp jų r Apytiksliai išreiškiama šitaip: Traukos jėgos projekcija laikoma neigiama o stūmos teigiama. Molekulių sąveikos energija Molekulių sąveikos jėgos yra potencialinės, todėl sąveikaujančios molekulės turi potencinės energijos. Dviejų sąveikaujančių molekulių potencinė energija wp lygi jų traukos ir stūmos potencinių energijų sumai. Medžiagos perėjimą iš vienos fazės į kitą vadiname faziniu virsmu. Pav.(dujinė skystoji kietoji) Taip atsitinka todėl, kad pakinta struktūrinių dalelių judėjimas, išsidėstymas erdvėje, kristalinė struktūra. Faziniai virsmai yra dviejų tipų: pirmos ir antros rūšies. Pirmos rūšies faziniu virsmu dažniausiai laikomas medžiagos agregatinės būsenos kitimas. Šio virsmo temperatūros T priklausomybę nuo slėgio nusako Klaperono lygtis:dT/dp=T(v2-v1)/q Virsmai dėl kurių šuoliškai pakinta fizikinės savybės priklausomybė nuo temperatūros ar slėgio vadinami antros rūšies faziniais virsmais (helis) Van der Valso lygtis Realioms dujoms universalios būsenos lygties nėra, o yra tik įvairūs artiniai. Vieną iš tokių išvedė van der Valsas. Jis įvertinęs molekulės savąjį tūrį ir draudžiamą judėti erdvę, vieno molio dujų slėgį matematiškai užrašė taip: p=RT/Vm-b. O dujų slėgį į indo sienelę, dar atsižvelgęs ir į traukos jėgas jis užrašė taip: (čia vienam moliui) Realių dujų vidinė energija Realių dujų vidinė energija susideda iš jų molekulių chaotiško judėjimo kinetinės energijos ir sąveikos potencinės energijos. Um=Umk+Ump O pagal šią formule vieno molio van der Valso dujų vidinė energija lygi: Um=CvT-a/Vm Tačiau ši lygtis tinka tik tada, kai nedidelis dujų tankis, o temperatūra aukšta. MEDŽIAGOS KONDENSUOTA BŪSENA Kristaliniai kūnai Kūnai susideda iš atomų, jonų, molekulių. Gamtoje jie būna 4 būsenų: kieti skysti dujos ir plazma. Kūnų agregatinė būsena priklauso nuo molek, chaotiško judėjimo energijos didumo lyginant ją su dviejų molekulių minimale potencine energija. Kai judėjimo energija yra mažesnė už vidutinę sąveikos energiją, tada kūnai išlaiko patvarią formą ir vadinami kietais. Tačiau iš tikro kietieji kūnai vadinami tik kristaliniai kūnai kurių struktūrinės dalelės išsidėsčiusios tvarkingai, erdvinia gardele. Kai erdvinės gardelės kampuose yra dalelės iš kurių sudaryta medžiaga tada turime tiesiog kristalą. Kristalų išorinė forma priklauso nuo jų vidinio taisyklingumo. Taisyklinga erdvinė gardelė gaunama atitinkamai perstument elementarųjį narvelį. Atsižvelgiant į elementariojo narvelio parametrus, visi kristalai skirstomi į 7 kristolografines sistemas.(Kūbinė, Heksagoninė Trigoninė Tetragoninė t.p.) Amorfiniai kūnai Kūnai kurie natūraliai gali įgauti bet kokią formą ir jie nėra taisyklingos išorinės formos vadinami amorfiniais. Amorfiniai kūnai neturi apibrėžtos lydymosi temperatūros. Keliant temperatūrą, skystėja pamažu. Kitaip sakant amorfiniai kūnai yra didelės klampos skysčiai. Kristalizacija, Anizotropija Kietuose kūnuose dalelės išsidėsto arba tolimąja arba artimaja tvarka. Sąveikaujančių dalelių sistema kol potencinė energija maža, o temperatūra 0 K yra pusiausvyra. O pakitus šioms termodinaminėms sąlygoms, medžiagai būna palankus tam tikra struktūrinių dalelių išsidėstymas, dėl kurio pasikeičia medžiagos fizikinės savybės.(*) Amorfiniai kūnai yra izotropiški fizikinių savybių atžvilgiu. Skysčiai. Jų klasifikacija Skystis yra skystosios agregatinės būsenos medžiaga ir ji daugumoje yra tarpininkė tarp kietųjų kūnų ir dujų, nes žemoje temperatūroje dauguma skysčių turėtų virsti kristalu o aukštoje t0 dujomis. Pagal fizikines savybes skysčiai skirstomi į paprastuosius skysčius, skystuosius kristalus, kvantinius skysčius. Paprastaisiais vadinami toki skysčiai, kurie yra vienalyčiai ir neveikiant išor, poveikiams izotropiški. Dauguma yra tokių. Skystaisiais kristalais vadinamos medžiagos kurios pasižymi tiek skysčiams budingu takumu, tiek kristalams būdinga molekulių išsidėstymo tvarka. Keliant temperatūrą skystasis kristalas virsta p skysčiu. Kvantiniai skysčiai tai skysčiai kurių savybes lemia kvantiniai efektai (0 K) Skysčio molekulės išsidėstę artimąją tvarka, tad tarp jų veikia didelės molekulinės jėgos. Kiekvieną skysčio molekulę esančią paviršiniame sluoksnyje veikia atstojamoji jėga, nukreipta į skysčio vidų. Todėl kiekviena skysčio molekulė pereidama iš skysčio gilumos į paviršinį sluoksnį atlieka darbą. Šį darbą gali atlikti tik tos molekulės kurios turi didele kinetinę energiją. O atlikę darbą jos įgauna potencinės energijos perteklių. Potencinės energijos perteklius paviršiniame sluoksnyje ir vadinamas paviršine energija. Wp=S (-paviršiaus įtempimo koeficijantas). ELEKTROSTATINIS LAUKAS VAKUME Elektros krūvio kvantavimas Fizikai įrodė, kad kiekvieno makroskopinio kūno elektros krūvis yra taip vadinamo elementariojo krūvio e (e=1.6*10-19C) kartotinis. Teigiamą elektros krūvį turi protonas- neigiamą elektronas. Elementariuosius krūvius gali turėti kitos elementariosios dalelės. Vėliau fizikai įrodė, kad yra dalelės kurių krūvis lygus 1/3 ir 2/3 elementariojo krūvio, jos buvo pavadintos Kvarkais Taigi įelektrinto kūno krūvis lygus q=Ne čia N elektronų perteklius. Elektros krūvio tvermės dėsnis Jis teigia: kad ir kokie procesai vyktų elektriškai izoliuotoja sistemoje, jos krūvių algebrinė suma laikui bėgant nekinta. Tai yra visų elektringųjų dalelių elektros krūvis yra nekintama jų savybė. Šis dėsnis galioja visiems elementariųjų dalelių virsmams. Kadangi elektros krūvio didumas nepriklauso nuo atskaitos sistemos tai jis yra invariantinis dydis Krūvio ilginis, paviršinis, tūrinis tankis Makroskopiniame kūne elektros krūvis gali būti pasiskirstęs išilgai linijos, kūno paviršiuje arba tam tikrame tūryje. Tolydinis elektros krūvio pasiskirstymas apibūdinamas krūvio tankiu. Ilginis tankis lygus: =dq/dl (dl-mažas linijos elementas, dq-pasiskirstęs krūvis) Kūno paviršinis tankis:  =dq/dS Kūno tūrinis tankis lygus: =dq/dV Kulono dėsnis Jis teigia, kad dviejų taškinių elektros krūvių elektrostatinės saveikos jėga yra tiesiogiai proporcinga tų krūvių q1 ir q2 sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui: (k visada teigiamas) Vektorinėje formoje šis dėsnis atrodo taip: Elektrostatinis laukas, superpozicijos principas Elektrostatinis laukas yra tarpininkas per kurį baigtiniu greičiu nedidesniu už šviesos greitį vakuume vieno įelektrinto kūno poveikis parduodamas kitam. Elektrostatinis laukas sukuriamas nejudančių elektros krūvių ir jis yra stacionarusis elektrinis lakas. Kiekvienas elektrostatinis laukas bet kuriame jo taške esantį krūvį q’ veikia jėga F Elektrinio lauko stiprumas yra lygus F/q’=E Kai elektrinį lauką vakuume sukuria nejudantis taškinis krūvis q’ tai elektrinio lauko stiprumas lygus: (e0=elektrinė konstanta) Laukų superpozicijos principas teigia, kad kiekvieną krūviu q’ įelektrintą dalelę veikiančių elektrostatinių jėgų atstojamoji F yra lygi jį veikiančių atskirų jėgų Fi sumai. F=Fi Taip pat ir elektrostatinio lauko stiprumas yra lygus kiekvieno krūvio atskirai sukurtų tame taške laukų stiprumų sumai. E=Ei Darbas perkeliant krūvį elektrostatiniame lauke Elektrostatinis laukas taškinį krūvį q’ veikia jėga F=Eq’ O pastumdama krūvį elementariuoju poslinkiu dl jėga F atlieka darbą dA=F*dl=q’E*dl Jėgos F atliktas darbas baigtiniame kelyje yra lygus A=q’∫Edl Darbas atliekamas perkialent krūvį elektrostatiniame lauke yra lygus A=1/4*(qq’/r1-qq/r2) elektrostatinių jėgų atliekamas darbas nepriklauso nuo veikiamo kūno judėjimo trajektorijos, o priklauso tik nuo galinės ir pradinės padėties. Elektrinio lauko potencialas, ryšys su stiprumu Sąveikaujančių taškinių krūvių potencinė energija Wp yra lygi: Wp=1/40*qq’/r (C=0) Jeigu qq’>0 potencinė energija yra teigiama, o jeigu qq’

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!