Kawm txog cov khoom thiab tus cwj pwm ntawm cov roj zoo tagnrho yog tus yuam sij kom nkag siab txog lub cev ntawm thaj chaw no tag nrho. Nyob rau hauv tsab xov xwm no, peb yuav xav txog dab tsi lub tswv yim ntawm ib qho zoo tagnrho monatomic gas suav nrog, dab tsi sib npaug piav txog nws lub xeev thiab lub zog sab hauv. Peb tseem yuav daws ob peb yam teeb meem ntawm lub ncauj lus no.
tswvyim
Txhua tus tub ntxhais kawm paub tias roj yog ib qho ntawm peb lub xeev ntawm cov teeb meem, uas, tsis zoo li cov khoom thiab cov kua, tsis khaws cov ntim. Tsis tas li ntawd, nws kuj tsis khaws nws cov duab thiab ib txwm sau lub ntim muab rau nws tag nrho. Qhov tseeb, cov cuab yeej kawg siv rau lub npe hu ua cov pa roj zoo.
Lub tswv yim ntawm cov roj zoo tagnrho muaj feem cuam tshuam nrog molecular kinetic txoj kev xav (MKT). Raws li nws, cov khoom ntawm cov pa system txav random nyob rau hauv tag nrho cov lus qhia. Lawv qhov nrawm ua raws li Maxwell faib. Cov khoom tsis cuam tshuam nrog ib leeg, thiab qhov kev ncua debnruab nrab ntawm lawv deb tshaj lawv qhov loj me. Yog tias tag nrho cov xwm txheej saum toj no tau ntsib nrog qhov tseeb, ces cov roj tuaj yeem suav tias yog qhov zoo tshaj plaws.
Txhua qhov xov xwm tiag tiag nyob ze ntawm lawv tus cwj pwm kom zoo yog tias lawv muaj qhov ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom ntom. Tsis tas li ntawd, lawv yuav tsum tau tsim los ntawm cov tshuaj tsis muaj zog molecules lossis atoms. Yog li, vim muaj kev sib cuam tshuam ntawm hydrogen muaj zog ntawm H 2 molecules H O, kev sib cuam tshuam hydrogen muaj zog tsis suav tias yog cov roj zoo tagnrho, tab sis huab cua, muaj cov tsis muaj polar molecules, yog.
Clapeyron-Mendeleev law
Thaum kev tshuaj xyuas, los ntawm qhov pom ntawm MKT, tus cwj pwm ntawm cov roj hauv qhov sib npaug, cov kab zauv hauv qab no tuaj yeem tau txais, uas cuam tshuam txog qhov ntsuas qhov ntsuas kub ntawm lub cev:
PV=nRT.
Ntawm no siab, ntim thiab kub yog txhais los ntawm Latin ntawv P, V thiab T raws. Tus nqi ntawm n yog tus nqi ntawm cov khoom uas tso cai rau koj los txiav txim seb tus naj npawb ntawm cov khoom nyob rau hauv lub system, R yog cov pa tsis tu ncua, ywj siab ntawm cov tshuaj lom neeg ntawm cov pa. Nws yog sib npaug rau 8, 314 J / (Kmol), uas yog, ib qho zoo tagnrho roj nyob rau hauv tus nqi ntawm 1 mol thaum nws yog rhuab los ntawm 1 K, expanding, puas ua hauj lwm ntawm 8, 314 J.
Qhov kev sib luag tau sau tseg yog hu ua qhov sib npaug thoob ntiaj teb ntawm lub xeev Clapeyron-Mendeleev. Vim li cas? Nws muaj npe nyob rau hauv kev hwm ntawm Fab Kis tus kws kho mob Emile Clapeyron, uas nyob rau hauv 30s ntawm lub xyoo pua 19th, kawm txog cov kev sim roj av uas tau tsim ua ntej, sau nws hauv daim ntawv dav dav. Tom qab ntawd, Dmitri Mendeleev coj nws mus rau niaj hnubdaim ntawv los ntawm kev nkag mus tas li R.
Lub zog sab hauv ntawm qhov nruab nrab monatomic
A monatomic zoo tagnrho roj sib txawv ntawm ib qho polyatomic nyob rau hauv uas nws cov khoom muaj tsuas yog peb theem ntawm kev ywj pheej (kev txhais lus raws li peb axes ntawm qhov chaw). Qhov tseeb no ua rau cov qauv hauv qab no rau qhov nruab nrab kinetic zog ntawm ib atom:
m v2 / 2=3 / 2kB T.
Tus ceev v hu ua cag txhais tau tias square. Qhov loj ntawm ib lub atom thiab Boltzmann tas li yog denoted li m thiab kBrespectively.
Raws li lub ntsiab lus ntawm lub zog sab hauv, nws yog qhov suav ntawm cov kinetic thiab cov khoom muaj peev xwm. Cia peb xav txog ntau yam ntxiv. Txij li cov roj zoo tagnrho tsis muaj lub zog muaj peev xwm, nws lub zog sab hauv yog lub zog kinetic. Nws cov mis yog dab tsi? Muab xam lub zog ntawm tag nrho cov particle N nyob rau hauv lub system, peb tau txais cov nram qab no qhia rau lub internal zog U ntawm ib tug monatomic gas:
U=3 / 2nRT.
Cov piv txwv ntsig txog
Txoj haujlwm 1. Ib qho zoo tagnrho monatomic gas kis los ntawm lub xeev 1 mus rau lub xeev 2. Qhov loj ntawm cov roj tseem nyob tas li (kaw kaw lus). Nws yog ib qho tsim nyog los txiav txim siab qhov kev hloov pauv hauv lub zog sab hauv ntawm qhov nruab nrab yog tias qhov kev hloov pauv yog isobaric ntawm lub siab sib npaug rau ib qho chaw. Lub ntim delta ntawm lub nkoj roj yog peb litres.
Cia sau cov qauv hloov pauv lub zog sab hauv U:
ΔU=3 / 2nRΔT.
Siv cov kab zauv Clapeyron-Mendeleev,cov lus no tuaj yeem sau dua tshiab li:
ΔU=3 / 2PΔV.
Peb paub lub siab thiab hloov pauv hauv ntim los ntawm qhov xwm txheej ntawm qhov teeb meem, yog li nws tseem yuav tsum tau txhais lawv cov txiaj ntsig rau hauv SI thiab hloov lawv mus rau hauv cov qauv:
ΔU=3 / 21013250.003 ≈ 456 J.
Yog li, thaum lub monatomic zoo tagnrho gas dhau los ntawm lub xeev 1 mus rau lub xeev 2, nws lub zog sab hauv nce los ntawm 456 J.
Txoj haujlwm 2. Ib qho zoo tagnrho monatomic gas nyob rau hauv tus nqi ntawm 2 mol yog nyob rau hauv ib lub nkoj. Tom qab cua sov isochoric, nws lub zog tau nce los ntawm 500 J. Qhov kub ntawm qhov system hloov li cas?
Cia sau cov qauv hloov pauv tus nqi U dua:
ΔU=3 / 2nRΔT.
Los ntawm nws yog ib qho yooj yim los qhia qhov loj ntawm qhov kev hloov pauv hauv qhov kub thiab txias ΔT, peb muaj:
ΔT=2ΔU / (3nR).
Hloov cov ntaub ntawv rau ΔU thiab n ntawm qhov xwm txheej, peb tau txais cov lus teb: ΔT=+20 K.
Nws yog ib qho tseem ceeb kom nkag siab tias tag nrho cov kev suav sau saum toj no tsuas yog siv tau rau cov roj monatomic zoo tagnrho xwb. Yog tias lub kaw lus yog tsim los ntawm polyatomic molecules, ces cov mis rau U yuav tsis raug lawm. Txoj cai Clapeyron-Mendeleev siv tau rau cov roj zoo tagnrho.
