Больцман таралуы

p = nkT, µ = m₀N_A, R = k N_A

қатынастарын пайдаланып мына

теңдіктерді аламыз: n = n₀exp(- m₀gh / kT)

m₀gh = W - молекуланың

тартылыс өрісіндегі потенциал n = n₀exp(- W / kT)

энергиясы, демек:

Бұндай таралу сыртқы потенциалдық n₁/n₂=exp(-(W₁ –W₂) / kT)

өріс үшін Больцман таралуы деп аталады

(бөлшектердің потенциалдық

энергия мәндері бойынша таралуы).

Бұдан мынадай қорытынды шығады: температура тұрақты болғанда қай жерде молекулалардың потенциалдық энергиясы аз болса, сол жерде газдың тығыздығы көп болады. Егер бөлшектердің массасы бірдей және олар хаостық жылулық қозғалыста болса, онда Больцман таралуы тек қана ауырлық күші өрісі үшін емес, кез-келген сыртқы потенциалдық өріс үшін де дұрыс болады.

17. Молекулалардың орташа еркін жүру жолы.

Екі соқтығысудың арасында молекулалардың жүріп өткен жолы, молекулалардың орташа еркін жүру жолы деп аталады.

Соқтығысу кезінде екі молекуланың центрлері бір- біріне жақындайтын ең аз арақашықтық - d молекуланың эффективті диаметрі деп аталады.

Молекула 1с-та орташа арифметикалық жылдамдыққа (v) тең жол жүрсе және (z) - газдың бір молекуласының 1с-тағы орташа соқтығысу саны болса, онда орташа еркін жүру жолы:

‹ l › = ‹ v ›/‹ z ›

‹ z › = √2 πd²n‹v› екенін көрсетуге болады, одан мына теңдік шығады: ‹ l › = 1 / √2 πd²n

18. Молекулалық- кинетикалық теорияны дәлелдейтін тәжірбиелер.

1. Броундық қозғалыс. Сұйықта немесе газда ерітілген кез келген кішкентай көлемді бөлшектер күрделі иректелген қозғалыс жасайды. Ерітілген бөлшектердің Броундық қозғалысы қоршаған ортаның молекулаларының соққысынан болады.

2. Штерн тәжірбиесі.

Екі коаксиальді цилиндр вакуумда синхронды айналып тұрады. Күміс атомдары ішкі цилиндрдің осі бойында орналасқан сымның айналасында буланып, қуыс (тесік) арқылы ұшып шығады да, сыртқы цилиндрдің ішкі қабырғасына барып орналасады. Күміс қабықшаның қалыңдығын зерттей отырып, молекулалардың жылдамдығы бойынша таралуын анықтауға болады.Ол максвелдік таралуға сәйкес

келеді.

3. Ламмерт тәжірбиесі.

Молекула шоғы мен қабылдағыш арасындағы радиальды тесіктері бар екі дискі синхронды айналыста болады. Бірінші тесіктен ұшып өткен молекуладан екінші тесік арқылы тек қана, молекулалар ұшып жеткенде оның жолында екінші тесік тура келгендері ғана өтеді. Айналудың жылдамдығын өзгерту арқылы молекулардың жылдамдығы бойынша таралуын зерттеуге болады.

19. Тасымал құбылысы.

Тасымал құбылысы пайда болуы деп – энергияның (жылуөткізгіштік), массаның (диффузия), импульстің (ішкі үйкеліс) кеңістіктік тасымалы болатын термодинамикалық тепе-теңсіздік жүйедегі қайтымсыз процесті айтамыз.

Тасымалдың бағытымен қозғалатын Х осін таңдап, қарапайым бір уақыттағы жағдайды қарастырамыз. Бірлік ауданнан (S = 1) өтетін реттелген қозғалыстағы бөлшектер үшін энергияның, заттың және импульстің ағынын алып қарастырамыз. Ол аудан идеал газдың тығыздығына (ρ) арналған х осіне перпендикуляр, мұнда сонымен қатар,

‹ v › - молекуланың жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы

‹ l › - еркін жүріп өтудің орташа ұзындығы.

20. Жылу өткізгіштік.

Бұл сыртқы әсердің есебінен температура айырымы пайда болған кезде жүретін құбылыс. Бұл жағдайда газ молекулаларының көлемі әр жерде әртүрлі кинетикалық энергияға ие болады. Кез - келген молекулалардың хаостық жылу қозғалысы молекулалардың бағытын ішкі энергияны тасымалдау процесіне әкеп соғады.

Тасымалдау энергиясы Фурье заңымен

жазылады: j_E=- λ dT/dx,

Мұндағы, j_Е- жылулық энергия,

λ- жылу өткізгіштік коэффициенті λ = ⅓с_vp‹v›‹l›

dT/dx – температураның градиенті

C_v - V=const болған жағдайдағы

газдың меншікті тығыздығы (1кг газды 1К – ге қыздыру үшін қажет жылу мөлшері)