Больцман таралуы

p = nkT, µ = m₀N_A, R = k N_A

қ атынастарын пайдаланып мына

тең діктерді аламыз: n = n₀exp(- m₀gh / kT)

m₀gh = W - молекуланың

тартылыс ө рісіндегі потенциал n = n₀exp(- W / kT)

энергиясы, демек:

Бұ ндай таралу сыртқ ы потенциалдық n₁/n₂=exp(-(W₁ –W₂) / kT)

ө ріс ү шін Больцман таралуы деп аталады

(бө лшектердің потенциалдық

энергия мә ндері бойынша таралуы).

Бұ дан мынадай қ орытынды шығ ады: температура тұ рақ ты болғ анда қ ай жерде молекулалардың потенциалдық энергиясы аз болса, сол жерде газдың тығ ыздығ ы кө п болады. Егер бө лшектердің массасы бірдей жә не олар хаостық жылулық қ озғ алыста болса, онда Больцман таралуы тек қ ана ауырлық кү ші ө рісі ү шін емес, кез-келген сыртқ ы потенциалдық ө ріс ү шін де дұ рыс болады.

17. Молекулалардың орташа еркін жү ру жолы.

Екі соқ тығ ысудың арасында молекулалардың жү ріп ө ткен жолы, молекулалардың орташа еркін жү ру жолы деп аталады.

Соқ тығ ысу кезінде екі молекуланың центрлері бір- біріне жақ ындайтын ең аз арақ ашық тық - d молекуланың эффективті диаметрі деп аталады.

Молекула 1с-та орташа арифметикалық жылдамдық қ а (v) тең жол жү рсе жә не (z) - газдың бір молекуласының 1с-тағ ы орташа соқ тығ ысу саны болса, онда орташа еркін жү ру жолы:

‹ l › = ‹ v ›/‹ z ›

‹ z › = √ 2 π d²n‹v› екенін кө рсетуге болады, одан мына тең дік шығ ады: ‹ l › = 1 / √ 2 π d²n

18. Молекулалық - кинетикалық теорияны дә лелдейтін тә жірбиелер.

1. Броундық қ озғ алыс. Сұ йық та немесе газда ерітілген кез келген кішкентай кө лемді бө лшектер кү рделі иректелген қ озғ алыс жасайды. Ерітілген бө лшектердің Броундық қ озғ алысы қ оршағ ан ортаның молекулаларының соқ қ ысынан болады.

2. Штерн тә жірбиесі.

Екі коаксиальді цилиндр вакуумда синхронды айналып тұ рады. Кү міс атомдары ішкі цилиндрдің осі бойында орналасқ ан сымның айналасында буланып, қ уыс (тесік) арқ ылы ұ шып шығ ады да, сыртқ ы цилиндрдің ішкі қ абырғ асына барып орналасады. Кү міс қ абық шаның қ алың дығ ын зерттей отырып, молекулалардың жылдамдығ ы бойынша таралуын анық тауғ а болады.Ол максвелдік таралуғ а сә йкес

келеді.

3. Ламмерт тә жірбиесі.

Молекула шоғ ы мен қ абылдағ ыш арасындағ ы радиальды тесіктері бар екі дискі синхронды айналыста болады. Бірінші тесіктен ұ шып ө ткен молекуладан екінші тесік арқ ылы тек қ ана, молекулалар ұ шып жеткенде оның жолында екінші тесік тура келгендері ғ ана ө теді. Айналудың жылдамдығ ын ө згерту арқ ылы молекулардың жылдамдығ ы бойынша таралуын зерттеуге болады.

19. Тасымал қ ұ былысы.

Тасымал қ ұ былысы пайда болуы деп – энергияның (жылуө ткізгіштік), массаның (диффузия), импульстің (ішкі ү йкеліс) кең істіктік тасымалы болатын термодинамикалық тепе-тең сіздік жү йедегі қ айтымсыз процесті айтамыз.

Тасымалдың бағ ытымен қ озғ алатын Х осін таң дап, қ арапайым бір уақ ыттағ ы жағ дайды қ арастырамыз. Бірлік ауданнан (S = 1) ө тетін реттелген қ озғ алыстағ ы бө лшектер ү шін энергияның, заттың жә не импульстің ағ ынын алып қ арастырамыз. Ол аудан идеал газдың тығ ыздығ ына (ρ) арналғ ан х осіне перпендикуляр, мұ нда сонымен қ атар,

‹ v › - молекуланың жылулық қ озғ алысының орташа жылдамдығ ы

‹ l › - еркін жү ріп ө тудің орташа ұ зындығ ы.

20. Жылу ө ткізгіштік.

Бұ л сыртқ ы ә сердің есебінен температура айырымы пайда болғ ан кезде жү ретін қ ұ былыс. Бұ л жағ дайда газ молекулаларының кө лемі ә р жерде ә ртү рлі кинетикалық энергияғ а ие болады. Кез - келген молекулалардың хаостық жылу қ озғ алысы молекулалардың бағ ытын ішкі энергияны тасымалдау процесіне ә кеп соғ ады.

Тасымалдау энергиясы Фурье заң ымен

жазылады: j_E=- λ dT/dx,

Мұ ндағ ы, j_Е- жылулық энергия,

λ - жылу ө ткізгіштік коэффициенті λ = ⅓ с_vp‹v›‹l›

dT/dx – температураның градиенті

C_v - V=const болғ ан жағ дайдағ ы

газдың меншікті тығ ыздығ ы (1кг газды 1К – ге қ ыздыру ү шін қ ажет жылу мө лшері)