Մենք արդեն ասացինք (§ 220), որ գազերը միշտ ամբողջությամբ լրացնում են գազանանցանելի պատերով սահմանափակված ծավալը։ Այսպես, օրինակ, սեղմված գազերի պահպանման տեխնոլոգիայի մեջ օգտագործվող պողպատե բալոնը (նկ. 375), կամ մեքենայի անվադողերի խցիկը ամբողջությամբ և գրեթե հավասարաչափ լցված է գազով։

Բրինձ. 375. Պողպատե բալոն` բարձր սեղմված գազերի պահեստավորման համար

Ընդլայնվելու համար գազը ճնշում է գործադրում բալոնի պատերին, անվադողերի խցիկի կամ ցանկացած այլ մարմնի՝ պինդ կամ հեղուկի, որի հետ շփվում է: Եթե ​​հաշվի չառնենք Երկրի գրավիտացիոն դաշտի գործողությունը, որը անոթների սովորական չափերով միայն աննշանորեն փոխում է ճնշումը, ապա հավասարակշռության դեպքում անոթում գազի ճնշումը մեզ թվում է միանգամայն միատեսակ։ Այս դիտողությունը վերաբերում է մակրոկոսմին։ Եթե ​​պատկերացնենք, թե ինչ է տեղի ունենում անոթի գազը կազմող մոլեկուլների միկրոտիեզերքում, ապա խոսք անգամ չի կարող լինել ճնշման համաչափ բաշխման մասին։ Պատերի մակերևույթի որոշ տեղերում գազի մոլեկուլները հարվածում են դրանց, իսկ որոշ տեղերում հարվածներ չեն լինում. այս պատկերը անընդհատ փոխվում է անկարգ ձևով։

Պարզության համար ենթադրենք, որ բոլոր մոլեկուլները թռչում են նույն արագությամբ, նախքան պատին բախվելը, ուղղորդված նորմալի երկայնքով դեպի պատը: Մենք նաև ենթադրում ենք, որ ազդեցությունը բացարձակ առաձգական է: Այս պայմաններում մոլեկուլի արագությունը հարվածի ժամանակ կփոխի ուղղությունը դեպի հակառակը՝ մնալով անփոփոխ բացարձակ արժեքով: Հետևաբար, մոլեկուլի արագությունը հարվածից հետո հավասար կլինի . Ըստ այդմ, մոլեկուլի իմպուլսը մինչև հարվածը հավասար է, իսկ հարվածից հետո այն հավասար է (- մոլեկուլի զանգվածին): Իմպուլսի վերջնական արժեքից հանելով դրա սկզբնական արժեքը՝ մենք գտնում ենք պատի հաղորդած մոլեկուլի իմպուլսի աճը։ Այն հավասար է։ Ըստ Նյուտոնի երրորդ օրենքի՝ հարվածի ժամանակ պատին փոխանցվում է հավասար իմպուլս:

Եթե ​​մեկ միավոր ժամանակի մեկ միավորի պատի մակերեսի վրա հարվածներ են լինում, ապա ժամանակի ընթացքում մոլեկուլները հարվածում են պատի մակերեսին: Մոլեկուլները տեղամաս են հաղորդում ընդհանուր իմպուլսի ժամանակի ընթացքում՝ հավասար մոդուլով: Նյուտոնի երկրորդ օրենքի ուժով այս թափը հավասար է արտադրանքինուժը, որը գործում է կայքում ժամանակի ընթացքում: Այս կերպ,

Որտեղ.

Ուժը բաժանելով պատի հատվածի տարածքով՝ մենք ստանում ենք գազի ճնշումը պատի վրա.

Հեշտ է տեսնել, որ մեկ միավոր ժամանակում հարվածների քանակը կախված է մոլեկուլների արագությունից, քանի որ որքան ավելի արագ են նրանք թռչում, այնքան ավելի հաճախ են հարվածում պատին և մեկ միավոր ծավալի մոլեկուլների քանակից, քանի որ որքան շատ մոլեկուլներ, այնքան մեծ է նրանց կողմից հասցվող ազդեցությունների թիվը: Հետևաբար, մենք կարող ենք ենթադրել, որ այն համաչափ է և, այսինքն, համաչափ

Մոլեկուլային տեսության միջոցով գազի ճնշումը հաշվարկելու համար մենք պետք է իմանանք մոլեկուլների միկրոտիեզերքի հետևյալ բնութագրերը՝ զանգվածը, արագությունը և մոլեկուլների քանակը մեկ միավորի ծավալով։ Մոլեկուլների այս միկրոբնութագրերը գտնելու համար մենք պետք է պարզենք, թե մակրոտիեզերքի ինչ հատկանիշներից է կախված գազի ճնշումը, այսինքն՝ փորձով սահմանենք գազի ճնշման օրենքները։ Համեմատելով այս փորձարարական օրենքները մոլեկուլային տեսության միջոցով հաշվարկված օրենքների հետ՝ մենք կկարողանանք որոշել միկրոտիեզերքի բնութագրերը, օրինակ՝ գազի մոլեկուլների արագությունը։

Այսպիսով, եկեք պարզենք, թե ինչից է կախված գազի ճնշումը:

Նախ՝ ճնշումը կախված է գազի սեղմման աստիճանից, այսինքն՝ նրանից, թե գազի քանի մոլեկուլ կա տվյալ ծավալում։ Օրինակ՝ ավելի ու ավելի շատ օդ մտցնելով մեքենայի անվադողի մեջ կամ սեղմելով (նվազեցնելով ծավալը ) փակ խցիկ, մենք գազը ստիպում ենք ավելի ու ավելի ուժեղ սեղմել խցիկի պատերին:

Երկրորդ, ճնշումը կախված է գազի ջերմաստիճանից: Հայտնի է, օրինակ, որ գնդակը դառնում է ավելի առաձգական, եթե այն պահում են տաքացվող վառարանի մոտ։

Սովորաբար ճնշման փոփոխությունն առաջանում է միանգամից երկու պատճառներով՝ և՛ ծավալի, և՛ ջերմաստիճանի փոփոխությամբ: Բայց կարելի է պրոցեսն իրականացնել այնպես, որ երբ ծավալը փոխվի, ջերմաստիճանը չնչին փոխվի, կամ երբ ջերմաստիճանը փոխվի, ծավալը գործնականում մնա անփոփոխ։ Այս դեպքերով նախ կզբաղվենք՝ նախապես հետեւյալ դիտողությունն անելուց հետո. Մենք կդիտարկենք գազը հավասարակշռված վիճակում: Սա նշանակում է, որ գազի մեջ հաստատվել է և՛ մեխանիկական, և՛ ջերմային հավասարակշռություն։

Մեխանիկական հավասարակշռությունը նշանակում է, որ գազի առանձին մասերի շարժում չկա: Դրա համար անհրաժեշտ է, որ գազի ճնշումը նրա բոլոր մասերում լինի նույնը, եթե անտեսենք գազի վերին և ստորին շերտերում ճնշման աննշան տարբերությունը, որն առաջանում է ձգողականության ազդեցության տակ։

Ջերմային հավասարակշռությունը նշանակում է, որ գազի մի հատվածից մյուսը ջերմության փոխանցում չկա: Դա անելու համար անհրաժեշտ է, որ գազի ողջ ծավալում ջերմաստիճանը լինի նույնը։

Դասարան: 7

Ներկայացում դասի համար

Հետ առաջ

Ուշադրություն. Սլայդի նախադիտումը միայն տեղեկատվական նպատակների համար է և կարող է չներկայացնել ներկայացման ամբողջ ծավալը: Եթե ​​դուք հետաքրքրված եք այս աշխատանքըխնդրում ենք ներբեռնել ամբողջական տարբերակը:

Դասագիրք«Ֆիզիկա. 7-րդ դասարան Ա.Վ. Պերիշկին - Մ.: Բուստարդ, 2011

Դասի տեսակը.համակցված հետազոտական ​​գործունեության հիման վրա։

Նպատակները:

• պարզել գազերում ճնշման առկայության պատճառը նյութի մոլեկուլային կառուցվածքի տեսանկյունից.
• պարզել:
• ինչից է կախված գազի ճնշումը
• ինչպես կարող եմ փոխել այն:

Առաջադրանքներ.

• գիտելիքներ ձևավորել գազի ճնշման և նավի պատերի վրա ճնշման առաջացման բնույթի մասին, որում գտնվում է գազը.
• ձևավորել գազի ճնշումը բացատրելու ունակությունը մոլեկուլների շարժման վարդապետության հիման վրա, ճնշման կախվածությունը ծավալից մշտական ​​զանգվածի և ջերմաստիճանի, ինչպես նաև ջերմաստիճանի փոփոխության հետ.
• զարգացնել հանրակրթական գիտելիքներն ու հմտությունները՝ դիտարկել, եզրակացություններ անել;
• նպաստել առարկայի նկատմամբ հետաքրքրության սերմանմանը, ուսանողների ուշադրության, գիտական ​​և տրամաբանական մտածողության զարգացմանը.

Դասի համար նախատեսված սարքավորումներ և նյութեր.համակարգիչ, էկրան, մուլտիմեդիա պրոյեկտոր, դասի պրեզենտացիա, խցանով կոլբ, եռոտանի, սպիրտային լամպ, ներարկիչ, փուչիկ, խցանով պլաստիկ շիշ:

Դասի պլան:

1. Տնային առաջադրանքների ստուգում.
2. Գիտելիքների թարմացում:
3. Նոր նյութի բացատրություն.
4. Դասի ընթացքում ընդգրկված նյութի համախմբում.
5. Դասի ամփոփում. Տնային աշխատանք.

ԴԱՍԵՐԻ ԺԱՄԱՆԱԿ

Ես նախընտրում եմ այն, ինչ կարելի է տեսնել, լսել և ուսումնասիրել։ (Հերակլիտ)(Սլայդ 2)

-Սա է մեր դասի կարգախոսը

-Վերջին դասերին իմացանք պինդ մարմինների ճնշման մասին, թե ֆիզիկական ինչ մեծություններից է կախված ճնշումը։

1. Ծածկված նյութի կրկնություն

1. Ի՞նչ է ճնշումը:
2. Ինչի՞ց է կախված պինդ մարմնի ճնշումը։
3. Ինչպե՞ս է ճնշումը կախված հենակետին ուղղահայաց կիրառվող ուժից: Ո՞րն է այս կախվածության բնույթը:
4. Ինչպե՞ս է ճնշումը կախված աջակցության տարածքից: Ո՞րն է այս կախվածության բնույթը:
5. Ինչո՞վ է պայմանավորված պինդ մարմնի ճնշումը հենարանի վրա:

որակի առաջադրանք.

Արդյո՞ք հենարանի և ճնշման վրա ազդող ուժերը երկու դեպքում էլ նույնն են։ Ինչո՞ւ։

Գիտելիքների ստուգում. Թեստավորում (ստուգում և փոխադարձ ստուգում)

Փորձարկում

1. Ֆիզիկական քանակություն, որն ունի պասկալի չափս (Pa), կոչվում է.

ա) ուժ; բ) զանգված; գ) ճնշում; դ) խտություն.

2. Ճնշման ուժն ավելացել է 2 անգամ։ Ինչպե՞ս կփոխվի ճնշումը:

ա) կնվազի 2 անգամ. բ) մնալ նույնը գ) կավելանա 4 անգամ. դ) կկրկնապատկվի:

4. Ի՞նչ ճնշում է գործադրում հատակին 4 մ 2 մակերեսով 200 Ն գորգը:

ա) 50 Պա; բ) 5 Պա; գ) 800 Պա; դ) 80 Պա.

5. Սեղանին դրված են հավասար քաշով երկու մարմին։ Արդյո՞ք նրանք նույն ճնշումն են գործադրում սեղանի վրա։

2. Գիտելիքների թարմացում(զրույցի տեսքով)

Ինչու են փուչիկները և օճառի փուչիկները կլոր:
Ուսանողները փչում են փուչիկներ.
Ինչո՞վ ենք լցրել փուչիկները։ (ինքնաթիռով)Էլ ի՞նչ կարող է լցնել գնդակները: (գազերով)
-Առաջարկում եմ սեղմել գնդիկները: Ի՞նչն է ձեզ խանգարում սեղմել գնդակները: Ի՞նչ է գործում ոլորտի կեղևի վրա:
- Վերցրեք պլաստիկ շշեր, փակեք խցանն ու փորձեք քամել։
-Ի՞նչ է քննարկվելու դասում:

– Դասի թեման՝ Գազի ճնշում

3. Նոր նյութի բացատրություն

Գազերը, ի տարբերություն պինդ և հեղուկների, լցնում են ամբողջ անոթը, որտեղ դրանք գտնվում են։
Ընդլայնվելու համար գազը ճնշում է գործադրում ցանկացած մարմնի պատերի, հատակի և կափարիչի վրա, որոնց հետ շփվում է:
(Սլայդ 9) Գազ պարունակող պողպատե բալոնների նկարներ; մեքենայի անվադողերի խցիկներ; գնդակ
Գազի ճնշումը պայմանավորված է այլ պատճառներով, քան պինդ մարմնի ճնշումը հենարանի վրա:

Եզրակացություն:գազի ճնշումը նավի պատերի վրա (և գազի մեջ տեղադրված մարմնի վրա) պայմանավորված է գազի մոլեկուլների ազդեցությամբ:
Օրինակ, սենյակում օդի մոլեկուլների հարվածների քանակը 1 վրկ-ում 1 սմ 2 մակերեսի վրա արտահայտվում է քսաներեք նիշ թվով: Չնայած առանձին մոլեկուլի ազդեցության ուժը փոքր է, բոլոր մոլեկուլների ազդեցությունը նավի պատերին նշանակալի է, և դա առաջացնում է գազի ճնշում:
Սովորողները ինքնուրույն են աշխատում դասագրքի հետ: Կարդացեք փորձը զանգի տակ գտնվող ռետինե գնդակի հետ: Ինչպե՞ս բացատրել այս փորձը: (էջ 83, նկ. 91)

Ուսանողները բացատրում են փորձը:

(Սլայդ 11) Տեսահոլովակի դիտում, որը բացատրում է նյութը համախմբելու փորձը:

(Սլայդ 12) Հանգստի պահ: Աչքի լիցքավորիչ.

«Առեղծվածի զգացումը մեզ հասանելի ամենագեղեցիկ փորձն է: Այս զգացումն է, որ կանգնած է ճշմարիտ գիտության բնօրրանում:

Albert Einstein

(Սլայդ 14) ԳԱԶԵՐԸ ԾԱՎԱԼ ՈՒՆԵՆ: ՀԵ՞ՍՏ Է ԳԱԶԵՐԻ ԾԱՎԱԼԸ ՓՈՓՈԽԵԼ. ԳԱԶԵՐԸ ՎԵՐԱՑՆԵԼ ԵՆ ԱՄԲՈՂՋ ԾԱՎԱՌԸ ՆՐԱՆՑ ՄԱՏԱԿԱՐԱՐՎՈՂ։ ԻՆՉՈՒ ԻՆՉՈՒ? ԳԱԶԵՐԸ ՈՒՆԵՆ ՀԱՍՏԱՆԳ ԾԱՎԱԼ ԵՎ ՍԵՓԱԿԱՆ ՁԵՎ: ԻՆՉՈՒ

բրինձ. 92 էջ 84

(Սլայդ 15) Աշակերտները ներարկիչներից մոդելներ պատրաստեցին: Փորձի կատարում.
Աշակերտները եզրակացնում են, որ երբ գազի ծավալը նվազում է, ճնշումը մեծանում է, իսկ երբ ծավալը մեծանում է, ճնշումը նվազում է, պայմանով, որ գազի զանգվածը և ջերմաստիճանը մնան անփոփոխ:

(Սլայդ 16) Փորձը կոլբայի հետ

Ինչպե՞ս կփոխվի գազի ճնշումը, եթե այն տաքացվի մշտական ​​ծավալով:
Երբ տաքացվում է, կոլբայի մեջ գազի ճնշումը աստիճանաբար կբարձրանա, մինչև խցանափայտը դուրս թռչի կոլբից։
Աշակերտները եզրակացնում են. գազի ճնշումը փակ անոթում որքան մեծ է, այնքան բարձր է գազի ջերմաստիճանը, պայմանով, որ գազի զանգվածը և ծավալը չփոխվեն: (Սլայդ 17)

Անոթի մեջ պարունակվող գազերը կարող են սեղմվել կամ սեղմվել՝ միաժամանակ նվազեցնելով դրանց ծավալը։ Սեղմված գազը հավասարաչափ բաշխված է բոլոր ուղղություններով։ Որքան շատ եք սեղմում գազը, այնքան բարձր կլինի նրա ճնշումը:
Ուսանողները եզրակացնում են. գազի ճնշումն ավելի մեծ է, այնքան ավելի հաճախ և ուժեղ են մոլեկուլները հարվածում նավի պատերին։

4. Դասին ընդգրկված նյութի համախմբում.

(Սլայդ 18) Մտածեք դրա մասին

Ի՞նչ է տեղի ունենում գազի մոլեկուլների հետ, երբ գազ պարունակող անոթի ծավալը նվազում է:

• մոլեկուլներն ավելի արագ են շարժվում
• մոլեկուլները ավելի դանդաղ են շարժվում
• գազի մոլեկուլների միջև միջին հեռավորությունը նվազում է,
• գազի մոլեկուլների միջին հեռավորությունը մեծանում է։

(Սլայդ 19) Համեմատեք ձեր պատասխանները

1. Ինչն է առաջացնում գազի ճնշումը:
2. Ինչո՞ւ է գազի ճնշումը սեղմվելիս մեծանում և ընդլայնվելիս նվազում։
3. Ե՞րբ է գազի ճնշումն ավելի մեծ՝ սառը, թե տաք: Ինչո՞ւ։

Պատասխան 1. Գազի ճնշումը պայմանավորված է գազի մոլեկուլների ազդեցությամբ նավի պատերին կամ գազի մեջ տեղադրված մարմնի վրա:
Պատասխան 2. Սեղմվելիս գազի խտությունը մեծանում է, ինչը մեծացնում է մոլեկուլների հարվածների քանակը անոթի պատերին: Հետեւաբար ճնշումը նույնպես մեծանում է։ Ընդլայնմամբ գազի խտությունը նվազում է, ինչը հանգեցնում է նավի պատերի վրա մոլեկուլների ազդեցության քանակի նվազում: Հետեւաբար, գազի ճնշումը նվազում է
Պատասխան 3. Գազի ճնշումն ավելի մեծ է տաք վիճակում: Դա պայմանավորված է նրանով, որ գազի մոլեկուլները սկսում են ավելի արագ շարժվել ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, ինչի պատճառով էլ դրանց ազդեցությունները դառնում են ավելի հաճախակի և ուժեղ:

(Սլայդ 20) Որակական առաջադրանքներ. (Ֆիզիկայի խնդիրների ժողովածու V.I. Lukashik, E.V. Ivanova, Մոսկվա «Լուսավորություն» 2007 թ., էջ 64)

1. Ինչու՞ է ավելի ու ավելի դժվարանում պոմպի բռնակը շարժել ամեն անգամ, երբ մեքենայի անվադողը օդով փչում եք:

2. Նույն գազի զանգվածները տարբեր փակ անոթներում նույն ջերմաստիճանում նույնն են: Ո՞ր նավի վրա է գազի ամենաբարձր ճնշումը: Նվազագույնը. Բացատրեք պատասխանը

3. Բացատրեք գնդակի վրա փորվածքի տեսքը

Գնդակը սենյակային ջերմաստիճանում

Գնդակ ձյան վրա ցրտաշունչ օրը

Հանելուկները կարելի է հավերժ լուծել։
Տիեզերքն, ի վերջո, անսահման է:
Շնորհակալություն բոլորիդ դասի համար
Եվ ամենակարևորը, որ նա ապագայի համար էր:

Արտացոլում.

5. Դասի ամփոփում

Տնային աշխատանք:§35

Մյակիշև Գ.Յա. Գազի ճնշումը նավի մեջ // Kvant. - 1987. - No 9. - S. 41-42.

Հատուկ պայմանավորվածություն խմբագրական խորհրդի և «Կվանտ» ամսագրի խմբագիրների հետ։

Արդյո՞ք նավի պատի վրա գազի ճնշումը կախված է պատի նյութից և դրա ջերմաստիճանից: Փորձենք պատասխանել այս հարցին։

«Ֆիզիկա 9» դասագրքում (§ 7) իդեալական գազի մոլեկուլային-կինետիկ տեսության հիմնական հավասարումը դուրս բերելիս ենթադրվում է, որ պատը բացարձակ հարթ է, և մոլեկուլների բախումները պատին տեղի են ունենում ըստ օրենքի. բացարձակ առաձգական ազդեցություն: Այլ կերպ ասած, մոլեկուլի կինետիկ էներգիան չի փոխվում հարվածի ժամանակ, և մոլեկուլի անկման անկյունը հավասար է անկյանարտացոլումներ. Արդյո՞ք այս ենթադրությունը հիմնավորված և անհրաժեշտ է:

Կարճ ասած, կարելի է ասել. ենթադրությունն արդարացված է, բայց ոչ անհրաժեշտ։

Առաջին հայացքից թվում է, որ պատը բացարձակ հարթ համարել ամեն դեպքում անհնար է. պատն ինքնին բաղկացած է մոլեկուլներից և, հետևաբար, չի կարող հարթ լինել։ Այդ պատճառով անկման անկյունը չի կարող հավասար լինել ցանկացած բախման դեպքում անդրադարձման անկյունին: Բացի այդ, պատի մոլեկուլները քաոսային տատանումներ են կատարում հավասարակշռության դիրքերի շուրջ (նրանք մասնակցում են պատահական ջերմային շարժմանը)։ Հետեւաբար, ցանկացած պատի մոլեկուլի հետ բախվելիս գազի մոլեկուլը կարող է էներգիայի մի մասը փոխանցել պատին կամ, ընդհակառակը, մեծացնել իր կինետիկ էներգիան պատի շնորհիվ։

Այնուամենայնիվ, գազի մոլեկուլի պատին բախման բացարձակ առաձգական բնույթի ենթադրությունն արդարացված է։ Փաստն այն է, որ ճնշումը հաշվարկելիս, ի վերջո, կարևոր են համապատասխան քանակությունների միջին արժեքները: Պայմանով ջերմային հավասարակշռությունգազի և նավի պատի միջև գազի մոլեկուլների կինետիկ էներգիան միջինում մնում է անփոփոխ, այսինքն՝ պատի հետ բախումները չեն փոխում գազի մոլեկուլների միջին էներգիան։ Եթե ​​դա այդպես չլիներ, ապա ջերմային հավասարակշռությունը ինքնաբուխ կխախտվեր։ Իսկ դա անհնար է թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի համաձայն։ Բացի այդ, չի կարող լինել մոլեկուլների գերակշռող արտացոլում որևէ կոնկրետ ուղղությամբ, հակառակ դեպքում գազով անոթը կսկսի շարժվել, ինչը հակասում է իմպուլսի պահպանման օրենքին: Սա նշանակում է, որ պատի վրա որոշակի անկյան տակ ընկած մոլեկուլների միջին թիվը հավասար է նույն անկյան տակ պատից թռչող մոլեկուլների միջին թվին: Ենթադրություն մասին հայելային արտացոլումյուրաքանչյուր առանձին մոլեկուլի պատից համապատասխանում է այս պայմանին:

Այսպիսով, ենթադրելով, որ գազի մոլեկուլների բախումները պատին առաձգական են, միջին ճնշման համար մենք ստանում ենք նույն արդյունքը, ինչ առանց այս ենթադրության։ Սա նշանակում է, որ գազի ճնշումը կախված չէ պատի մշակման որակից (դրա հարթությունից): Այնուամենայնիվ, ազդեցության բացարձակ առաձգական բնույթի ենթադրությունը մեծապես հեշտացնում է գազի ճնշման հաշվարկը, և, հետևաբար, այն արդարացված է:

Արդյո՞ք պատի վրա գազի ճնշումը կախված է նրա ջերմաստիճանից: Առաջին հայացքից դա պետք է կախված լինի. Եթե, օրինակ, չկա ջերմային հավասարակշռություն, ապա սառը պատից մոլեկուլները պետք է ցատկեն ավելի քիչ էներգիայով, քան տաք պատից:

Այնուամենայնիվ, նույնիսկ եթե մի պատը սառնարանային սարքի միջոցով պահվում է սառը վիճակում, դրա վրա ճնշումը դեռ չի կարող պակաս լինել, քան հակառակ տաք պատի ճնշումը: Ի վերջո, այդ դեպքում նավը կսկսի արագ շարժվել առանց արտաքին ուժերի, և դա հակասում է մեխանիկայի օրենքներին. տարբեր ջերմաստիճանի պատերով անշարժ անոթ բաց թողնելով, մենք չենք առաջացնի դրա տեղաշարժը: Բանն այստեղ այն է, որ անոթում գազի տվյալ ոչ հավասարակշռված վիճակի դեպքում սառը պատի մոտ մոլեկուլների կոնցենտրացիան ավելի մեծ է, քան տաք պատի մոտ: Սառը պատի մոտ մոլեկուլների կինետիկ էներգիայի նվազումը փոխհատուցվում է մոլեկուլների կոնցենտրացիայի ավելացմամբ և հակառակը։ Արդյունքում, սառը և տաք պատերի վրա ճնշումը նույնն է:

Դիտարկենք փորձի մեկ այլ տարբերակ. Եկեք շատ արագ հովացնենք պատերից մեկը։ Առաջին պահին դրա վրա ճնշումը կնվազի, և անոթը մի փոքր կշարժվի. ապա ճնշումները հավասարվում են, և անոթը կանգ է առնում: Բայց այս շարժման դեպքում համակարգի զանգվածի կենտրոնը կմնա իր տեղում, քանի որ սառը պատի գազի խտությունը մի փոքր ավելի բարձր կլինի, քան տաք պատին:

Պետք է նշել, որ իրականում ճնշումը չի մնում խիստ ֆիքսված արժեք։ Այն տատանումներ է ապրում, և, հետևաբար, անոթը մի փոքր «դողում է» տեղում։ Բայց անոթի դողումի ամպլիտուդը չափազանց փոքր է։

Այսպիսով, վերջապես, մենք եկանք այն եզրակացության, որ անոթի պատերի վրա գազի ճնշումը կախված չէ պատերի մշակման որակից, ոչ էլ դրանց ջերմաստիճանից։

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Ճնշումգազով անոթում առաջանում է նրա պատին մոլեկուլների ազդեցությամբ:

Շնորհիվ ջերմային շարժումգազի մասնիկները ժամանակ առ ժամանակ հարվածում են նավի պատերին (նկ. 1ա): Յուրաքանչյուր հարվածի ժամանակ մոլեկուլները որոշակի ուժով գործում են նավի պատի վրա: Միմյանց ավելացնելով՝ առանձին մասնիկների հարվածային ուժերը կազմում են որոշակի ճնշման ուժ, որն անընդհատ գործում է նավի պատի վրա։ Գազի մոլեկուլները նավի պատերի հետ բախվելիս փոխազդում են նրանց հետ մեխանիկայի օրենքների համաձայն՝ առաձգական մարմիններեւ նրանց ազդակները փոխանցել անոթի պատերին (նկ. 1բ):

Նկ.1. Գազի ճնշումը նավի պատին. բ) ճնշման ուժը մասնիկների առաձգական ազդեցության արդյունքում.

Գործնականում ամենից հաճախ գործ ունեն ոչ թե մաքուր գազի, այլ գազերի խառնուրդի հետ։ Օրինակ՝ մթնոլորտային օդը ազոտի, թթվածնի, ածխածնի երկօքսիդի, ջրածնի և այլ գազերի խառնուրդ է։ Խառնուրդը կազմող գազերից յուրաքանչյուրը նպաստում է ընդհանուր ճնշմանը, որը գազերի խառնուրդը գործադրում է նավի պատերին:

Համար գազի խառնուրդարդար Դալթոնի օրենքը:

գազային խառնուրդի ճնշումը հավասար է խառնուրդի յուրաքանչյուր բաղադրիչի մասնակի ճնշումների գումարին.

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Մասնակի ճնշումայն ճնշումն է, որը կզբաղեցներ գազը, որը գազային խառնուրդի մաս է կազմում, եթե այն առանձին ջերմաստիճանում զբաղեցներ խառնուրդի ծավալին հավասար ծավալ (նկ. 2):

Նկ.2. Դալթոնի օրենքը գազային խառնուրդի համար

Մոլեկուլային կինետիկ տեսության տեսանկյունից Դալթոնի օրենքը բավարարված է, քանի որ իդեալական գազի մոլեկուլների փոխազդեցությունը աննշան է։ Ուստի յուրաքանչյուր գազ ճնշում է գործադրում նավի պատի վրա, կարծես անոթում այլ գազեր չլինեն։

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	Փակ անոթը պարունակում է 1 մոլ թթվածնի և 2 մոլ ջրածնի խառնուրդ։ Համեմատեք երկու գազերի մասնակի ճնշումները (թթվածնի ճնշում) և (ջրածնի ճնշում).
Պատասխանել	Գազի ճնշումը պայմանավորված է նավի պատերի վրա մոլեկուլների ազդեցությամբ, այն կախված չէ գազի տեսակից։ Ջերմային հավասարակշռության պայմաններում գազային խառնուրդը կազմող գազերի ջերմաստիճանը, ին այս դեպքըթթվածինը և ջրածինը նույնն են. Սա նշանակում է, որ գազերի մասնակի ճնշումները կախված են համապատասխան գազի մոլեկուլների քանակից։ Ցանկացած նյութի մեկ մոլը պարունակում է

Որտեղ էլ որ գազը լինի՝ օդապարիկի, մեքենայի անվադողի կամ մետաղական բալոնի մեջ, այն լրացնում է նավի ամբողջ ծավալը, որում այն ​​գտնվում է:

Գազի ճնշումն առաջանում է բոլորովին այլ պատճառով, քան պինդ մարմնի ճնշումը։ Այն ձևավորվում է անոթի պատերին մոլեկուլների ազդեցության արդյունքում։

Գազի ճնշումը նավի պատերին

Տիեզերքում պատահականորեն շարժվելով՝ գազի մոլեկուլները բախվում են միմյանց և այն նավի պատերին, որոնցում գտնվում են։ Մեկ մոլեկուլի ազդեցության ուժը փոքր է։ Բայց քանի որ մոլեկուլները շատ են, և դրանք բախվում են մեծ հաճախականությամբ, ապա, միասին գործելով անոթի պատերին, զգալի ճնշում են ստեղծում։ Եթե ​​տեղադրված է գազի մեջ ամուր, ապա այն նույնպես ենթարկվում է գազի մոլեկուլների ազդեցության։

Եկեք մի պարզ փորձ անենք. Օդային պոմպի զանգի տակ մենք կապում ենք փուչիկոչ ամբողջությամբ օդով լցված: Քանի որ դրա մեջ քիչ օդ կա, օդապարիկը ունի անկանոն ձև. Երբ մենք սկսում ենք օդը դուրս մղել զանգի տակից, օդապարիկը կսկսի փչել։ Որոշ ժամանակ անց այն սովորական գնդակի տեսք կունենա։

Ի՞նչ պատահեց մեր գնդակին: Չէ՞ որ այն կապված էր, հետևաբար, օդի քանակությունը մնաց նույնը։

Ամեն ինչ բացատրվում է բավականին պարզ. Շարժման ժամանակ գազի մոլեկուլները բախվում են գնդիկի կեղևին դրսից և ներսից։ Եթե ​​օդը դուրս է մղվում զանգից, մոլեկուլները փոքրանում են։ Խտությունը նվազում է, և հետևաբար նվազում է նաև արտաքին թաղանթի վրա մոլեկուլների ազդեցության հաճախականությունը։ Հետևաբար, պատյանից դուրս ճնշումը նվազում է։ Եվ քանի որ թաղանթի ներսում մոլեկուլների թիվը մնում է նույնը, ներքին ճնշումը գերազանցում է արտաքինին։ Գազը ներսից ճնշում է պատյանին։ Եվ այս պատճառով այն աստիճանաբար ուռչում է և ստանում գնդակի տեսք։

Պասկալի օրենքը գազերի համար

Գազի մոլեկուլները շատ շարժուն են։ Դրա շնորհիվ նրանք ճնշում են փոխանցում ոչ միայն այն ուժի ուղղությամբ, որն առաջացնում է այդ ճնշումը, այլեւ հավասարապես բոլոր ուղղություններով։ Ճնշման փոխանցման օրենքը ձևակերպել է ֆրանսիացի գիտնական Բլեզ Պասկալը. Գազի կամ հեղուկի վրա կիրառվող ճնշումը փոխանցվում է անփոփոխ ցանկացած կետ բոլոր ուղղություններով«. Այս օրենքը կոչվում է հիդրոստատիկայի հիմնական օրենք՝ գիտություն հեղուկի և գազի մասին հավասարակշռված վիճակում։

Պասկալի օրենքը հաստատվում է կոչված սարքի փորձով Պասկալի գնդակը . Այս սարքը գնդակ է պինդ նյութդրա մեջ արված փոքրիկ անցքերով՝ կապված գլանով, որի երկայնքով շարժվում է մխոց։ Փուչիկը լցված է ծխով։ Մխոցով սեղմվելիս ծուխը հավասար հոսքերով դուրս է մղվում գնդակի անցքերից։

Գազի ճնշումը հաշվարկվում է բանաձևով.

որտեղ ե lin - գազի մոլեկուլների թարգմանական շարժման միջին կինետիկ էներգիա;

n - մոլեկուլների կոնցենտրացիան

մասնակի ճնշում. Դալթոնի օրենքը

Գործնականում ամենից հաճախ ստիպված ենք լինում հանդիպել ոչ թե մաքուր գազերի, այլ դրանց խառնուրդների հետ։ Մենք օդ ենք շնչում, որը գազերի խառնուրդ է։ Ավտոմեքենայի արտանետումը նույնպես խառնուրդ է: Եռակցման ժամանակ՝ մաքուր ածխաթթու գազ. Փոխարենը օգտագործվում են նաև գազային խառնուրդներ։

Գազային խառնուրդը գազերի խառնուրդ է, որը չի մտնում քիմիական ռեակցիաներիրենց միջև։

Գազային խառնուրդի առանձին բաղադրիչի ճնշումը կոչվում է մասնակի ճնշում .

Եթե ​​ենթադրենք, որ խառնուրդի բոլոր գազերը իդեալական գազեր են, ապա խառնուրդի ճնշումը որոշվում է Դալթոնի օրենքով՝ «Իդեալական գազերի խառնուրդի ճնշումը, որոնք քիմիապես չեն փոխազդում, հավասար է մասնակի ճնշումների գումարին»։

Դրա արժեքը որոշվում է բանաձևով.

Խառնուրդի յուրաքանչյուր գազ ստեղծում է մասնակի ճնշում: Նրա ջերմաստիճանը հավասար է խառնուրդի ջերմաստիճանին։

Գազի ճնշումը կարող է փոխվել՝ փոխելով նրա խտությունը։ Որքան շատ գազ մղվի մետաղյա բալոնի մեջ, այնքան ավելի շատ մոլեկուլներ կհարվածեն պատերին, և այնքան բարձր կլինի նրա ճնշումը: Համապատասխանաբար, գազը դուրս մղելով, մենք հազվադեպ ենք այն, և ճնշումը նվազում է:

Բայց գազի ճնշումը կարող է փոխվել նաև դրա ծավալը կամ ջերմաստիճանը փոխելով, այսինքն՝ սեղմելով գազը։ Սեղմումն իրականացվում է գազային մարմնի վրա ուժ գործադրելով։ Նման ազդեցության արդյունքում նվազում է նրա զբաղեցրած ծավալը, ավելանում ճնշումն ու ջերմաստիճանը։

Գազը սեղմվում է շարժիչի մխոցում, երբ մխոցը շարժվում է: Արտադրության մեջ գազի բարձր ճնշումը ստեղծվում է այն սեղմելով բարդ սարքերի՝ կոմպրեսորների օգնությամբ, որոնք ունակ են ճնշում ստեղծել մինչև մի քանի հազար մթնոլորտ։