जिस दुनिया में हम रहते हैं वह अकल्पनीय रूप से सुंदर है और जीवन की दिशा निर्धारित करने वाली कई अलग-अलग प्रक्रियाओं से भरी है। इन सभी प्रक्रियाओं का अध्ययन परिचित विज्ञान - भौतिकी द्वारा किया जाता है। यह ब्रह्मांड की उत्पत्ति का कम से कम कुछ विचार प्राप्त करने का अवसर प्रदान करता है। इस लेख में, हम आणविक गतिज सिद्धांत, इसके समीकरण, प्रकार और सूत्र जैसी अवधारणा पर विचार करेंगे। हालांकि, इन मुद्दों के गहन अध्ययन के लिए आगे बढ़ने से पहले, आपको अपने लिए भौतिकी के अर्थ और इसके अध्ययन के क्षेत्रों को स्पष्ट करने की आवश्यकता है।
भौतिकी क्या है?
वास्तव में, यह एक बहुत व्यापक विज्ञान है और, शायद, मानव जाति के इतिहास में सबसे मौलिक में से एक है। उदाहरण के लिए, यदि एक ही कंप्यूटर विज्ञान मानव गतिविधि के लगभग हर क्षेत्र से जुड़ा है, चाहे वह कम्प्यूटेशनल डिजाइन हो या कार्टून का निर्माण, तो भौतिकी ही जीवन है, इसकी जटिल प्रक्रियाओं और प्रवाह का विवरण है। आइए जितना हो सके समझ को सरल करते हुए इसका अर्थ निकालने का प्रयास करें।
सोइस प्रकार, भौतिकी एक विज्ञान है जो ऊर्जा और पदार्थ के अध्ययन, उनके बीच संबंध, हमारे विशाल ब्रह्मांड में होने वाली कई प्रक्रियाओं की व्याख्या से संबंधित है। पदार्थ की संरचना का आणविक-गतिज सिद्धांत भौतिकी के सिद्धांतों और शाखाओं के समुद्र में केवल एक छोटी सी बूंद है।
ऊर्जा, जिसका यह विज्ञान विस्तार से अध्ययन करता है, को विभिन्न रूपों में दर्शाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, प्रकाश, गति, गुरुत्वाकर्षण, विकिरण, बिजली और कई अन्य रूपों के रूप में। हम इस लेख में इन रूपों की संरचना के आणविक गतिज सिद्धांत को स्पर्श करेंगे।
पदार्थ के अध्ययन से हमें पदार्थ की परमाणु संरचना का अंदाजा मिलता है। वैसे, यह आणविक-गतिज सिद्धांत से चलता है। पदार्थ की संरचना का विज्ञान हमें अपने अस्तित्व के अर्थ, जीवन के उद्भव के कारणों और स्वयं ब्रह्मांड को समझने और खोजने की अनुमति देता है। आइए अब भी पदार्थ के आणविक गतिज सिद्धांत का अध्ययन करने का प्रयास करें।
सबसे पहले, शब्दावली और किसी भी निष्कर्ष को पूरी तरह से समझने के लिए कुछ परिचय की आवश्यकता है।
भौतिकी विषय
आणविक-गतिज सिद्धांत क्या है, इस प्रश्न का उत्तर देते हुए, कोई भौतिकी के वर्गों के बारे में बात नहीं कर सकता है। इनमें से प्रत्येक मानव जीवन के एक विशेष क्षेत्र के विस्तृत अध्ययन और व्याख्या से संबंधित है। उन्हें इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है:
- यांत्रिकी, जिसे दो और खंडों में विभाजित किया गया है: गतिकी और गतिकी।
- स्थिर।
- ऊष्मागतिकी।
- आणविक खंड।
- इलेक्ट्रोडायनामिक्स।
- प्रकाशिकी।
- क्वांटम का भौतिकी और परमाणु नाभिक।
आइए विशेष रूप से आणविक के बारे में बात करते हैंभौतिकी, क्योंकि यह आणविक-गतिज सिद्धांत पर आधारित है।
ऊष्मप्रवैगिकी क्या है?
आम तौर पर, आणविक भाग और थर्मोडायनामिक्स भौतिकी की बारीकी से संबंधित शाखाएं हैं, जो विशेष रूप से भौतिक प्रणालियों की कुल संख्या के मैक्रोस्कोपिक घटक का अध्ययन करती हैं। यह याद रखने योग्य है कि ये विज्ञान निकायों और पदार्थों की आंतरिक स्थिति का ठीक-ठीक वर्णन करते हैं। उदाहरण के लिए, परमाणु स्तर पर ताप, क्रिस्टलीकरण, वाष्पीकरण और संघनन के दौरान उनकी अवस्था। दूसरे शब्दों में, आणविक भौतिकी उन प्रणालियों का विज्ञान है जिनमें बड़ी संख्या में कण होते हैं: परमाणु और अणु।
इन विज्ञानों ने आणविक गतिज सिद्धांत के मुख्य प्रावधानों का अध्ययन किया।
सातवीं कक्षा के दौरान भी, हम सूक्ष्म और मैक्रो-वर्ल्ड, सिस्टम की अवधारणाओं से परिचित हुए। इन शर्तों को स्मृति में ताज़ा करना अतिश्योक्तिपूर्ण नहीं होगा।
माइक्रोवर्ल्ड, जैसा कि हम इसके नाम से ही देख सकते हैं, प्राथमिक कणों से बना है। दूसरे शब्दों में, यह छोटे कणों की दुनिया है। उनके आकार को 10-18 m से 10-4 m की सीमा में मापा जाता है, और उनकी वास्तविक स्थिति का समय अनंत और दोनों तक पहुंच सकता है। अनुपातहीन रूप से छोटे अंतराल, उदाहरण के लिए, 10-20 s.
मैक्रोवर्ल्ड कई प्राथमिक कणों से युक्त निकायों और स्थिर रूपों की प्रणालियों पर विचार करता है। ऐसी प्रणालियाँ हमारे मानव आकार के अनुरूप हैं।
इसके अलावा, एक मेगा वर्ल्ड जैसी कोई चीज होती है। यह विशाल ग्रहों, ब्रह्मांडीय आकाशगंगाओं और परिसरों से बना है।
मूल बातेंसिद्धांत
अब जबकि हमने भौतिकी की बुनियादी शर्तों को थोड़ा याद कर लिया है, तो हम सीधे इस लेख के मुख्य विषय पर जा सकते हैं।
आणविक-गतिज सिद्धांत प्रकट हुआ और उन्नीसवीं शताब्दी में पहली बार तैयार किया गया था। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि यह रॉबर्ट हुक, इसहाक जैसे प्रमुख वैज्ञानिकों की मान्यताओं से एकत्र किए गए तीन मूलभूत प्रावधानों के आधार पर किसी भी पदार्थ की संरचना (अधिक बार ठोस और तरल निकायों की तुलना में गैसों की संरचना) का विस्तार से वर्णन करता है। न्यूटन, डेनियल बर्नौली, मिखाइल लोमोनोसोव और कई अन्य।
आणविक गतिज सिद्धांत के मुख्य प्रावधान इस प्रकार हैं:
- बिल्कुल सभी पदार्थ (चाहे वे तरल, ठोस या गैसीय हों) की एक जटिल संरचना होती है, जिसमें छोटे कण होते हैं: अणु और परमाणु। परमाणुओं को कभी-कभी "प्राथमिक अणु" कहा जाता है।
- ये सभी प्राथमिक कण हमेशा निरंतर और अराजक गति की स्थिति में रहते हैं। हम में से प्रत्येक ने इस प्रस्ताव का प्रत्यक्ष प्रमाण देखा है, लेकिन, सबसे अधिक संभावना है, इसे ज्यादा महत्व नहीं दिया। उदाहरण के लिए, हम सभी ने सूर्य की किरणों की पृष्ठभूमि के खिलाफ देखा कि धूल के कण लगातार अराजक दिशा में आगे बढ़ रहे हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि परमाणु एक दूसरे के साथ परस्पर धक्का देते हैं, लगातार एक दूसरे को गतिज ऊर्जा प्रदान करते हैं। इस घटना का पहली बार अध्ययन 1827 में किया गया था, और इसका नाम खोजकर्ता के नाम पर रखा गया था - "ब्राउनियन गति"।
- सभी प्राथमिक कण एक दूसरे के साथ निरंतर संपर्क की प्रक्रिया में हैंकुछ बल जिनमें विद्युत चट्टान होती है।
यह ध्यान देने योग्य है कि स्थिति संख्या दो का वर्णन करने वाला एक और उदाहरण, जो उदाहरण के लिए, गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत पर भी लागू हो सकता है, प्रसार है। हम इसे रोजमर्रा की जिंदगी में, और कई परीक्षणों और नियंत्रणों में सामना करते हैं, इसलिए इसके बारे में एक विचार होना महत्वपूर्ण है।
सबसे पहले, निम्नलिखित उदाहरणों पर विचार करें:
डॉक्टर ने गलती से टेबल पर रखे फ्लास्क से शराब गिरा दी। या हो सकता है कि आपने अपनी परफ्यूम की बोतल गिरा दी हो और वह पूरे फर्श पर फैल गई हो।
क्यों, इन दो मामलों में, शराब की गंध और इत्र की गंध दोनों कुछ समय बाद पूरे कमरे को भर देंगे, न कि केवल उस क्षेत्र में जहां इन पदार्थों की सामग्री फैल गई थी?
उत्तर सरल है: प्रसार।
प्रसार - यह क्या है? यह कैसे बहता है?
यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक विशेष पदार्थ (आमतौर पर एक गैस) बनाने वाले कण दूसरे के अंतर-आणविक रिक्तियों में प्रवेश करते हैं। उपरोक्त हमारे उदाहरणों में, निम्नलिखित हुआ: थर्मल, यानी निरंतर और अलग-अलग गति के कारण, शराब और / या इत्र के अणु हवा के अणुओं के बीच अंतराल में गिर गए। धीरे-धीरे हवा के परमाणुओं और अणुओं से टकराने के प्रभाव में वे कमरे के चारों ओर फैल गए। वैसे, प्रसार की तीव्रता, यानी इसके प्रवाह की गति, प्रसार में शामिल पदार्थों के घनत्व के साथ-साथ उनके परमाणुओं और अणुओं की गति की ऊर्जा पर निर्भर करती है, जिसे गतिज कहा जाता है। गतिज ऊर्जा जितनी अधिक होगी, क्रमशः इन अणुओं की गति और तीव्रता उतनी ही अधिक होगी।
सबसे तेज विसरण प्रक्रिया को गैसों में विसरण कहा जा सकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि गैस अपनी संरचना में सजातीय नहीं है, जिसका अर्थ है कि गैसों में अंतर-आणविक रिक्तियां क्रमशः एक महत्वपूर्ण मात्रा में स्थान घेरती हैं, और एक विदेशी पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं को उनमें प्राप्त करने की प्रक्रिया आसान और तेज होती है।.
तरल पदार्थों में यह प्रक्रिया थोड़ी धीमी होती है। एक मग चाय में चीनी के क्यूब्स का घुलना एक ठोस के तरल में विसरण का एक उदाहरण है।
लेकिन ठोस क्रिस्टलीय संरचना वाले पिंडों में विसरण सबसे लंबा समय होता है। यह ठीक ऐसा ही है, क्योंकि ठोस की संरचना सजातीय होती है और इसमें एक मजबूत क्रिस्टल जाली होती है, जिसकी कोशिकाओं में ठोस के परमाणु कंपन करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि दो धातु सलाखों की सतहों को अच्छी तरह से साफ किया जाता है और फिर एक-दूसरे के संपर्क में लाया जाता है, तो पर्याप्त लंबे समय के बाद हम एक धातु के टुकड़ों को दूसरे में और इसके विपरीत का पता लगाने में सक्षम होंगे।
किसी भी अन्य मौलिक खंड की तरह, भौतिकी के मूल सिद्धांत को अलग-अलग भागों में विभाजित किया गया है: वर्गीकरण, प्रकार, सूत्र, समीकरण, और इसी तरह। इस प्रकार, हमने आणविक गतिज सिद्धांत की मूल बातें सीखी हैं। इसका मतलब है कि आप अलग-अलग सैद्धांतिक ब्लॉकों पर विचार करने के लिए सुरक्षित रूप से आगे बढ़ सकते हैं।
गैसों का आणविक-गतिज सिद्धांत
गैस सिद्धांत के प्रावधानों को समझने की जरूरत है। जैसा कि हमने पहले कहा, हम गैसों की स्थूल विशेषताओं, जैसे दबाव और तापमान पर विचार करेंगे। ये हैगैसों के आणविक-गतिज सिद्धांत के समीकरण को प्राप्त करने के लिए बाद में इसकी आवश्यकता होगी। लेकिन गणित - बाद में, और अब सिद्धांत और, तदनुसार, भौतिकी से निपटें।
वैज्ञानिकों ने गैसों के आणविक सिद्धांत के पांच प्रावधान तैयार किए हैं, जो गैसों के गतिज मॉडल को समझने का काम करते हैं। वे इस तरह आवाज करते हैं:
- सभी गैसें प्राथमिक कणों से बनी होती हैं जिनका एक निश्चित आकार नहीं होता, लेकिन एक निश्चित द्रव्यमान होता है। दूसरे शब्दों में, इन कणों का आयतन उनके बीच की लंबाई की तुलना में न्यूनतम होता है।
- गैसों के परमाणुओं और अणुओं में व्यावहारिक रूप से कोई स्थितिज ऊर्जा नहीं होती है, नियमानुसार सभी ऊर्जा गतिज के बराबर होती है।
- हम पहले ही इस स्थिति से परिचित हो चुके हैं - ब्राउनियन गति। यानी गैस के कण हमेशा निरंतर और अराजक गति में रहते हैं।
- गति और ऊर्जा के संदेश के साथ गैस के कणों के सभी परस्पर टकराव पूरी तरह से लोचदार होते हैं। इसका अर्थ है कि टक्कर के दौरान उनकी गतिज ऊर्जा में कोई ऊर्जा हानि या तेज उछाल नहीं है।
- सामान्य परिस्थितियों और स्थिर तापमान में लगभग सभी गैसों की कण गति की औसत ऊर्जा समान होती है।
हम गैसों के आणविक-गतिज सिद्धांत के इस प्रकार के समीकरण के माध्यम से पांचवीं स्थिति को फिर से लिख सकते हैं:
E=1/2mv^2=3/2kT, जहां k बोल्ट्जमान स्थिरांक है; टी - केल्विन में तापमान।
यह समीकरण हमें गैस के प्राथमिक कणों की गति और उनके पूर्ण तापमान के बीच संबंध को समझने में मदद करता है। तदनुसार, उच्च उनका निरपेक्षतापमान, उनकी गति और गतिज ऊर्जा जितनी अधिक होगी।
गैस का दबाव
विशेषता के ऐसे मैक्रोस्कोपिक घटकों, जैसे गैसों का दबाव, को भी गतिज सिद्धांत का उपयोग करके समझाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, आइए निम्नलिखित उदाहरण की कल्पना करें।
मान लें कि किसी गैस का एक अणु एक बॉक्स में है, जिसकी लंबाई L है। आइए ऊपर वर्णित गैस सिद्धांत के प्रावधानों का उपयोग करें और इस तथ्य को ध्यान में रखें कि आणविक क्षेत्र केवल x के साथ चलता है -एक्सिस। इस प्रकार, हम बर्तन (बॉक्स) की दीवारों में से एक के साथ लोचदार टकराव की प्रक्रिया का निरीक्षण करने में सक्षम होंगे।
जैसा कि हम जानते हैं, चल रहे टकराव की गति सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है: p=mv, लेकिन इस मामले में, यह सूत्र एक प्रक्षेपण रूप लेगा: p=mv(x).
चूंकि हम केवल x-अक्ष के आयाम पर विचार करते हैं, अर्थात x-अक्ष, संवेग में कुल परिवर्तन सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाएगा: mv(x) - m(-v(x))=2mv(x).
अगला, न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करते हुए हमारी वस्तु द्वारा लगाए गए बल पर विचार करें: F=ma=P/t.
इन सूत्रों से हम गैस की ओर से दबाव व्यक्त करते हैं: P=F/a;
अब परिणामी सूत्र में बल व्यंजक को प्रतिस्थापित करते हैं और प्राप्त करते हैं: P=mv(x)^2/L^3.
उसके बाद, गैस के अणुओं की एन-वें संख्या के लिए हमारा तैयार दबाव सूत्र लिखा जा सकता है। दूसरे शब्दों में, यह इस तरह दिखेगा:
P=Nmv(x)^2/V, जहां v गति है और V आयतन है।
अब आइए गैस के दबाव पर कुछ बुनियादी प्रावधानों को उजागर करने का प्रयास करें:
- यह स्वयं प्रकट होता हैजिस वस्तु में वह स्थित है उसकी दीवारों के अणुओं के साथ अणुओं का टकराव।
- दबाव का परिमाण बर्तन की दीवारों पर अणुओं के प्रभाव के बल और गति के सीधे आनुपातिक होता है।
सिद्धांत पर कुछ संक्षिप्त निष्कर्ष
इससे पहले कि हम आगे बढ़ें और आणविक गतिज सिद्धांत के मूल समीकरण पर विचार करें, हम आपको उपरोक्त बिंदुओं और सिद्धांत से कुछ संक्षिप्त निष्कर्ष प्रदान करते हैं:
- इसके परमाणुओं और अणुओं की गति की औसत ऊर्जा का माप परम तापमान है।
- जब दो अलग-अलग गैसें एक ही तापमान पर होती हैं, तो उनके अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा समान होती है।
- गैस के कणों की ऊर्जा औसत वर्ग वेग के सीधे समानुपाती होती है: E=1/2mv^2.
- हालांकि गैस के अणुओं में क्रमशः औसत गतिज ऊर्जा और औसत गति होती है, अलग-अलग कण अलग-अलग गति से चलते हैं: कुछ तेज, कुछ धीमे।
- तापमान जितना अधिक होगा, अणुओं की गति उतनी ही अधिक होगी।
- हम कितनी बार गैस का तापमान बढ़ाते हैं (उदाहरण के लिए, दोगुना), इसके कणों की गति की ऊर्जा कई गुना (क्रमशः दोगुनी) बढ़ जाती है।
मूल समीकरण और सूत्र
आणविक गतिज सिद्धांत का मूल समीकरण आपको सूक्ष्म जगत की मात्राओं के बीच संबंध स्थापित करने की अनुमति देता है और, तदनुसार, मैक्रोस्कोपिक, यानी मापा, मात्रा।
आणविक सिद्धांत पर विचार करने वाले सबसे सरल मॉडलों में से एक आदर्श गैस मॉडल है।
आप कह सकते हैं कियह एक आदर्श गैस के आणविक गतिज सिद्धांत द्वारा अध्ययन किया गया एक प्रकार का काल्पनिक मॉडल है, जिसमें:
- सबसे सरल गैस कणों को पूरी तरह से लोचदार गेंदों के रूप में माना जाता है जो केवल एक ही मामले में एक दूसरे के साथ और किसी भी पोत की दीवारों के अणुओं के साथ बातचीत करते हैं - एक बिल्कुल लोचदार टक्कर;
- गैस के अंदर आकर्षण बल अनुपस्थित हैं, या वास्तव में उनकी उपेक्षा की जा सकती है;
- गैस की आंतरिक संरचना के तत्वों को भौतिक बिंदुओं के रूप में लिया जा सकता है, अर्थात उनके आयतन की भी उपेक्षा की जा सकती है।
ऐसे मॉडल को ध्यान में रखते हुए जर्मनी में जन्मे भौतिक विज्ञानी रूडोल्फ क्लॉसियस ने सूक्ष्म और मैक्रोस्कोपिक मापदंडों के संबंध के माध्यम से गैस के दबाव के लिए एक सूत्र लिखा। ऐसा लगता है:
p=1/3m(0)nv^2.
बाद में यह सूत्र किसी आदर्श गैस के आण्विक गतिज सिद्धांत का मूल समीकरण कहलाएगा। इसे कई अलग-अलग रूपों में प्रस्तुत किया जा सकता है। अब हमारा कर्तव्य आणविक भौतिकी, आणविक गतिज सिद्धांत, और इसलिए उनके पूर्ण समीकरण और प्रकार जैसे वर्गों को दिखाना है। इसलिए, मूल सूत्र के अन्य रूपों पर विचार करना समझ में आता है।
हम जानते हैं कि गैस के अणुओं की गति को दर्शाने वाली औसत ऊर्जा को सूत्र का उपयोग करके पाया जा सकता है: E=m(0)v^2/2.
इस मामले में, हम मूल दबाव सूत्र में व्यंजक m(0)v^2 को औसत गतिज ऊर्जा से बदल सकते हैं। इसके परिणामस्वरूप, हमें निम्नलिखित रूप में गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत के मूल समीकरण की रचना करने का अवसर मिलेगा: p=2/3nE.
इसके अलावा, हम सभी जानते हैं कि व्यंजक m(0)n को दो भागफलों के गुणनफल के रूप में लिखा जा सकता है:
एम/एनएन/वी=एम/वी=ρ.
इन जोड़तोड़ के बाद, हम एक आदर्श गैस के आणविक-गतिज सिद्धांत के समीकरण के लिए अपने सूत्र को तीसरे, अलग रूप में फिर से लिख सकते हैं:
p=1/3ρv^2.
खैर, शायद इस विषय पर आपको बस इतना ही जानना चाहिए। यह केवल संक्षिप्त (और ऐसा नहीं) निष्कर्षों के रूप में प्राप्त ज्ञान को व्यवस्थित करने के लिए ही रहता है।
"आणविक-गतिज सिद्धांत" विषय पर सभी सामान्य निष्कर्ष और सूत्र
तो चलिए शुरू करते हैं।
पहला:
भौतिकी प्राकृतिक विज्ञान के पाठ्यक्रम में शामिल एक मौलिक विज्ञान है, जो पदार्थ और ऊर्जा के गुणों, उनकी संरचना, अकार्बनिक प्रकृति के पैटर्न का अध्ययन करता है।
इसमें निम्नलिखित अनुभाग शामिल हैं:
- यांत्रिकी (कीनेमेटिक्स और गतिकी);
- स्थिर;
- ऊष्मागतिकी;
- इलेक्ट्रोडायनामिक्स;
- आणविक खंड;
- प्रकाशिकी;
- क्वांटम के भौतिकी और परमाणु नाभिक।
दूसरा:
कण भौतिकी और ऊष्मप्रवैगिकी निकट से संबंधित शाखाएं हैं जो भौतिक प्रणालियों की कुल संख्या के विशेष रूप से मैक्रोस्कोपिक घटक का अध्ययन करती हैं, अर्थात सिस्टम जिसमें बड़ी संख्या में प्राथमिक कण होते हैं।
वे आणविक गतिज सिद्धांत पर आधारित हैं।
तीसरा:
मामले की जड़ यही है। आणविक गतिज सिद्धांत किसी पदार्थ की संरचना (अक्सर ठोस की तुलना में गैसों की संरचना) का विस्तार से वर्णन करता है।और तरल निकायों), तीन मौलिक मान्यताओं के आधार पर जो प्रमुख वैज्ञानिकों की मान्यताओं से एकत्र किए गए थे। उनमें से: रॉबर्ट हुक, आइजैक न्यूटन, डैनियल बर्नौली, मिखाइल लोमोनोसोव और कई अन्य।
चौथा:
आणविक गतिज सिद्धांत के तीन बुनियादी सिद्धांत:
- सभी पदार्थ (चाहे वे तरल, ठोस या गैसीय हों) की एक जटिल संरचना होती है जिसमें छोटे कण होते हैं: अणु और परमाणु।
- ये सभी साधारण कण निरंतर अराजक गति में हैं। उदाहरण: ब्राउनियन गति और प्रसार।
- सभी अणु किसी भी परिस्थिति में एक दूसरे के साथ कुछ बलों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं जिनमें एक विद्युत चट्टान होती है।
आणविक गतिज सिद्धांत के इन प्रावधानों में से प्रत्येक पदार्थ की संरचना के अध्ययन में एक ठोस आधार है।
पांचवां:
गैस मॉडल के लिए आणविक सिद्धांत के कई मुख्य बिंदु:
- सभी गैसें प्राथमिक कणों से बनी होती हैं जिनका एक निश्चित आकार नहीं होता, लेकिन एक निश्चित द्रव्यमान होता है। दूसरे शब्दों में, इन कणों का आयतन उनके बीच की दूरी की तुलना में न्यूनतम होता है।
- गैसों के परमाणुओं और अणुओं में क्रमशः कोई स्थितिज ऊर्जा नहीं होती, उनकी कुल ऊर्जा गतिज ऊर्जा के बराबर होती है।
- हम पहले ही इस स्थिति से परिचित हो चुके हैं - ब्राउनियन गति। यानी गैस के कण हमेशा निरंतर और यादृच्छिक गति में होते हैं।
- गति और ऊर्जा के संदेश के साथ परमाणुओं और गैसों के अणुओं के सभी परस्पर टकराव पूरी तरह से लोचदार होते हैं। ये हैइसका अर्थ है कि टक्कर के दौरान उनकी गतिज ऊर्जा में कोई ऊर्जा हानि या तेज उछाल नहीं है।
- सामान्य परिस्थितियों और स्थिर तापमान में लगभग सभी गैसों की औसत गतिज ऊर्जा समान होती है।
छठा:
गैसों के सिद्धांत से निष्कर्ष:
- निरपेक्ष तापमान इसके परमाणुओं और अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा का एक माप है।
- जब दो अलग-अलग गैसें एक ही तापमान पर होती हैं, तो उनके अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा समान होती है।
- गैस के कणों की औसत गतिज ऊर्जा मूल माध्य वर्ग वेग के समानुपाती होती है: E=1/2mv^2.
- हालांकि गैस के अणुओं में क्रमशः औसत गतिज ऊर्जा और औसत गति होती है, अलग-अलग कण अलग-अलग गति से चलते हैं: कुछ तेज, कुछ धीमे।
- तापमान जितना अधिक होगा, अणुओं की गति उतनी ही अधिक होगी।
- हम कितनी बार गैस का तापमान बढ़ाते हैं (उदाहरण के लिए, दोगुना), इसके कणों की औसत गतिज ऊर्जा भी कई गुना (क्रमशः दोगुनी) बढ़ जाती है।
- जिस बर्तन में यह स्थित है उसकी दीवारों पर गैस के दबाव और इन दीवारों पर अणुओं के प्रभाव की तीव्रता के बीच संबंध सीधे आनुपातिक है: जितना अधिक प्रभाव, उतना अधिक दबाव, और इसके विपरीत.
सातवां:
एक आदर्श गैस मॉडल एक मॉडल है जिसमें निम्नलिखित शर्तों को पूरा किया जाना चाहिए:
- गैस के अणुओं को पूरी तरह से लोचदार गेंदों के रूप में माना जा सकता है।
- ये गेंदें आपस में और किसी की भी दीवारों से बातचीत कर सकती हैंकेवल एक मामले में पोत - बिल्कुल लोचदार टक्कर।
- वे बल जो गैस के परमाणुओं और अणुओं के बीच पारस्परिक जोर का वर्णन करते हैं, अनुपस्थित हैं या वास्तव में उपेक्षित हो सकते हैं।
- परमाणुओं और अणुओं को भौतिक बिंदु माना जाता है, अर्थात उनके आयतन की भी उपेक्षा की जा सकती है।
आठवां:
आइए सभी बुनियादी समीकरण दें और "आणविक-गतिज सिद्धांत" विषय में सूत्र दिखाएं:
p=1/3m(0)nv^2 - आदर्श गैस मॉडल के लिए मूल समीकरण, जर्मन भौतिक विज्ञानी रूडोल्फ क्लॉसियस द्वारा व्युत्पन्न।
p=2/3nE - एक आदर्श गैस के आणविक-गतिज सिद्धांत का मूल समीकरण। अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा से व्युत्पन्न।
р=1/3ρv^2 - समान समीकरण, लेकिन आदर्श गैस अणुओं के घनत्व और मूल माध्य वर्ग वेग के माध्यम से माना जाता है।
m(0)=M/N(a) - एवोगैड्रो संख्या के माध्यम से एक अणु का द्रव्यमान ज्ञात करने का सूत्र।
v^2=(v(1)+v(2)+v(3)+…)/N - अणुओं का माध्य वर्ग वेग ज्ञात करने का सूत्र, जहां v(1), v(2), v (3) और इसी तरह - पहले अणु की गति, दूसरे, तीसरे और इसी तरह nवें अणु तक।
n=N/V - अणुओं की सांद्रता ज्ञात करने का सूत्र, जहाँ N किसी दिए गए आयतन V के लिए गैस के आयतन में अणुओं की संख्या है।
E=mv^2/2=3/2kT - अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा खोजने के लिए सूत्र, जहां v^2 अणुओं का मूल माध्य वर्ग वेग है, k एक स्थिरांक है लुडविग बोल्ट्जमैन के भौतिकी के नाम पर ऑस्ट्रियाई के नाम पर मूल्य, और टी गैस का तापमान है।
p=nkT - एकाग्रता के संदर्भ में दबाव सूत्र, स्थिरबोल्ट्ज़मैन और निरपेक्ष तापमान टी। इससे रूसी वैज्ञानिक मेंडेलीव और फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी-इंजीनियर क्लेपेरॉन द्वारा खोजे गए एक और मौलिक सूत्र का अनुसरण किया जाता है:
pV=m/MRT, जहां R=kN(a) गैसों के लिए सार्वत्रिक स्थिरांक है।
अब आइए विभिन्न आइसो-प्रक्रियाओं के लिए स्थिरांक दिखाते हैं: आइसोबैरिक, आइसोकोरिक, इज़ोटेर्मल और एडियाबेटिक।
pV/T=const - तब किया जाता है जब गैस का द्रव्यमान और संरचना स्थिर होती है।
рV=const - यदि तापमान भी स्थिर है।
V/T=const - अगर गैस का दबाव स्थिर है।
p/T=const - यदि आयतन स्थिर है।
शायद इस विषय पर आपको बस इतना ही पता होना चाहिए।
आज हम सैद्धांतिक भौतिकी, इसके कई खंडों और खंडों जैसे वैज्ञानिक क्षेत्र में उतरे हैं। अधिक विस्तार से, हमने भौतिकी के ऐसे क्षेत्र को मौलिक आणविक भौतिकी और ऊष्मप्रवैगिकी के रूप में छुआ, अर्थात् आणविक-गतिज सिद्धांत, जो ऐसा प्रतीत होता है, प्रारंभिक अध्ययन में कोई कठिनाई नहीं पेश करता है, लेकिन वास्तव में कई नुकसान हैं. यह आदर्श गैस मॉडल के बारे में हमारी समझ का विस्तार करता है, जिसका हमने विस्तार से अध्ययन भी किया है। इसके अलावा, यह ध्यान देने योग्य है कि हम आणविक सिद्धांत के बुनियादी समीकरणों से उनके विभिन्न रूपों में भी परिचित हुए, और इस विषय पर कुछ अज्ञात मात्राओं को खोजने के लिए सभी सबसे आवश्यक सूत्रों पर भी विचार किया। यह विशेष रूप से उपयोगी होगा जब लिखने की तैयारी किसी भी परीक्षण, परीक्षा और परीक्षण, या सामान्य दृष्टिकोण और भौतिकी के ज्ञान का विस्तार करने के लिए।
हमें उम्मीद है कि यह लेख आपके लिए उपयोगी था, और आपने आणविक गतिज सिद्धांत के बुनियादी प्रावधानों के रूप में थर्मोडायनामिक्स के ऐसे स्तंभों में अपने ज्ञान को मजबूत करते हुए, इसमें से केवल सबसे आवश्यक जानकारी निकाली है।
