دانلود مقاله در مورد قانون گازهاي كامل ونظريه جنبشي 16 ص

دسته بندي : مقاله » مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 21 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏قانون گازهاي كامل ونظريه جنبشي
‏ مقدمه : ‏
‏ هر چند كه شناختن گرما به عنوان يكي از اشكال انرژي پيامد
‏آزمايشهايي روي ‏مايعات و‏ ‏جامدات انجام گرفته اما اين مطالعه خواص گرمايي گازه است كه به روشن ترين شكل روابط گرمايي حركت مولكولي و كار ديناميكي را نشان‏ ميدهد دراين فصل توجه ‏خود را عمدتا به مدلي ايده ال از گازهاي حقيقي معطوف مي كنيم گاز كامل شامل تعداد زيادي از ذرات يكسان و بينهايت كوچك است كه كنش متقابل آنها بر هم محدود‏ ‏به برخوردهايي كشسان ‏است كه گاه گاهي و بنيادي ‏معطوف كنيم و خود را درگير جزئيات دشوار كه اساسي هم نيستند .اين فصل به سه بخش اصلي تقسيم مي شود . ابتدا شواهد تجربي مربوط به رابطه بين فشار حجم ودماي گازهاي كامل را مرور مي كنيم با استفاده از اين دادهها و معادلات حالات گاز كامل را بدست مي اوريم سپس همين معادله رابا استفاده از چند فرض معقول فيزيكي‏ ‏درباره ماهيت ميكروسكپي گاز بدست مي آوريم بررسي ‏ ‏خواص دينا ميكي مولكول ها و اعمال قوانين نيوتن به ‏ ‏رابطه بين فشار حجم و انرژي جنبشي متوسط انتقال و‏ ‏مولكول منجر مي شود سرانجام اين دو رهياف در قالب يك نظريه هماهنگ ادغام مي كنيم.
‏كميتهاي مولي:
‏غالبا راهترين كار اين بود كه معادلات ربط دهنده متغير هاي گوناگون فيزيكي را بر حسب جرم طول ياحجم واحد ‏ ‏ يا جرم واحد P‏ بيان مي كنيم در معادله برنولي چگالي‏ ‏ را به شكل نيروي G‏ حجم ظاهر مي شود ثا بت گرانشي ‏بين جرمهاي واحد كه به فاصله واحد طول از يكد‏يگر ‏تعريف كرديم براي‏ مقا صد فعلي ما مناسب‏‌‏ترين ‏مقياس واحد جرم نيست بلكه واحدي است كه بر مبناي تعدادي ثابت از ذرات ‏يا تعداد مو لكولها بر گرم مول ‏استوار است يك گرم‏ مول يا صرفامول بنابر تغريف ‏عبارت است از مقداري ماده كه جرم آن بر حسب گرم با وزن مولكولي تشكيل‏ دهنده اش برابر باشد واحد ‏يعني كيلو گرم مول عبارت است از مقداري از ماده SI ‏كه جرم آن بر حسب كيلو گرم با وزن مولكولي تشكيل دهنده اش برابر باشد و‏زن مولكولي در واقع عنواني ‏نا درست است زيرا واقعا وزن نيست .وزن مو‏لكولي ‏نسبت جرم‏ ‏مولكول به يك دوازدهم جرم اتمي كربني است‏ ‏ه هسته آن فراوانتر ايزوتوپ باشد. اين كه وزن مولكولي را نسبت جرم مولكولي به جر‏م اتم هيدروژن بگيريم از ‏دقتي برخوردار است كه فعلا براي ما كافي است جرم مولكولي يك مولكول تك اتمي همان جرم مولكولي چند ‏ ‏اتمي جرم مولكولي عبارت است از مجموع جرم اتمي.
‏معادله حالات گاز كامل: ‏
‏تعداد مولكولهاي گاز 1ATM‏ حتي در حجم نسبتا كوچك است روشن است كه محاسبه دقيق رفتار ‏19^10*7/2 ‏ ديناميكي تمام ذرات ‏گاز بي ثمر مي باشد خوشبختانه ‏خواص كپه اي يك دسته بزرگ از ذرات را مي توان بدون دانستن جزئيات رفتار تك تك به دست أورد اين خواص مثلا فشار حجم ودما را توابع حالت سيستم ورابطه بين ‏آ‏نهارا معادله حالت مي نامند. ازمايشهاي رابرت بويل از نخستين ازمايشهاي دقيقي بود كه درباره رفتار گازها انجام شد .او كوچكترين پسر ‏ارل كرك بود واستطاعت مالي ‏كافي داشت چنان گه مي توانست به عنوان سرگرمي جانبي به دنبال ك‏نجكاوي علمي برود بول يك سلسله ‏اندازه گيري درباره فنري‏ت هوا انجام داد و پي برد كه ‏يك فرمول رياضي ساده ميتواند رابطه رابطه بين فشار‏ ‏و حجم مقداري ثابت ا‏ز هوا در دمايي ثابت را بيان كند. ‏اين رابطه كه امروز ان را قانون بويل مي دانند عبارت از:
‏ ‏ PW=‏ مقدار ثابت
P*(NV)=PV=N‏ مقدار ثابت *
‏ N ‏ هوا را اشغال ميكند1MOL ‏حجم مولي يعنيV ‏كه ‏فشاري است كه گاز بر جدار ظرف وارد P‏تعداد موله‏ ‏هوا فضايي دو 2MOL‏بنابر معادله در دما وفشار يكسان هوا را اشغال مي كند همه گازها چگاليشان1MOL‏ برابر هر چند باشد بين درجه هايي يكسان از گرما به يك اندازه انبساط مي يابند. در مورد گازهاي دائمي افزايش حجم بين
‏ ‏ماي ذوب يخ ب‏رابر با‏ حجم اوليه براي دما سنج گراد‏ ‏ست.
‏نظريه جنبشي:
‏مولكولي از يك گاز كامل را در حالت تعادل گرمايي با جدارهاي ظرفي به حجم V‏ در نظر مي گيريم گاه ممكن است ذره اي به طور كشسان با ذره ديگر برخورد كند چنانكه انرژي و اندازه حركت اين دو ذره با پايستگي انرژي و اندازه حركت كل تغيير كند مي توان نشان داد كه در برخورديك ذره سريع به ذره اي كند محتملترين نتيجه‏ ‏ان است كه ذره سريع انرژي از دست بدهد و‏ ‏ذره انرژي كسب كند به اين ترتيب برخورد هاي بين مولكولي گرايشدارند سيستم را به ارايشي تعادلي برساند كه در ان ذرات گاز انرژي جنبشي وسرعت قابل مقايسه اي كسب و ان را حفظ كند اما معني اين امر ان است كه سرعت همه ذرات يكسان است اصلا اين طور نيست بنابر عبارت بالا سرعت متوسطي وجود دارد كه سرعت ذرات در اطراف ان‏ ‏توزيع شده است با استفاده از روشهاي پيچيده مي توان توزيع سرعتها را در مجموعه اي بزرگ از ذرات استنتاج كرد‏.
‏جيمز كلرك ما كسول ولودويگ بولتسمان نخستين كساني‏ ‏بودند كه چنين محاسبه اي را انجام دادند .از انجا كه در يك ظرف يكسان جريان خالصي از گاز وجود ندارد جمع برداري اندازه حركت تمام ذرات بايد صفر باشد سرعت خالص نيز بايد صفر باشد يعني به طور متوسط تعداد ذراتي كه به سمت چپ مي روند برا