നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള റക്റ്റിലീനിയർ ചലനം. ത്വരണം എന്ന ആശയം

"നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള ലീനിയർ മോഷൻ സമയത്ത് വേഗത" എന്ന വിഷയത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പാഠ പദ്ധതി

തീയതി :

വിഷയം: "സ്ഥിരമായ ത്വരണം ഉള്ള നേർരേഖ ചലന സമയത്ത് വേഗത"

ലക്ഷ്യങ്ങൾ:

വിദ്യാഭ്യാസപരം : സ്ഥിരമായ ആക്സിലറേഷനോടുകൂടിയ നേർരേഖ ചലന സമയത്ത് വേഗതയെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവിൻ്റെ ബോധപൂർവമായ സ്വാംശീകരണം ഉറപ്പാക്കാനും രൂപപ്പെടുത്താനും;

വികസനപരം : സ്വതന്ത്ര പ്രവർത്തന കഴിവുകളും ഗ്രൂപ്പ് വർക്ക് കഴിവുകളും വികസിപ്പിക്കുന്നത് തുടരുക.

വിദ്യാഭ്യാസപരം : പുതിയ അറിവിൽ വൈജ്ഞാനിക താൽപ്പര്യം രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന്; പെരുമാറ്റ അച്ചടക്കം വികസിപ്പിക്കുക.

പാഠ തരം: പുതിയ അറിവ് പഠിക്കാനുള്ള പാഠം

വിവരങ്ങളുടെ ഉപകരണങ്ങളും ഉറവിടങ്ങളും:

ഇസചെങ്കോവ, L. A. ഫിസിക്സ്: പാഠപുസ്തകം. 9-ാം ക്ലാസിന്. പൊതു സ്ഥാപനങ്ങൾ ശരാശരി റഷ്യൻ ഭാഷയിൽ വിദ്യാഭ്യാസം ഭാഷ പരിശീലനം / L. A. ഇസചെങ്കോവ, G. V. Palchik, A. A. Sokolsky; മാറ്റം വരുത്തിയത് A. A. സോക്കോൾസ്കി. മിൻസ്ക്: പീപ്പിൾസ് അസ്വേറ്റ, 2015

ഇസചെങ്കോവ, L. A. ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ പ്രശ്നങ്ങളുടെ ശേഖരം. 9-ാം ഗ്രേഡ്: പൊതു സ്ഥാപനങ്ങളിലെ വിദ്യാർത്ഥികൾക്കുള്ള ഒരു മാനുവൽ. ശരാശരി റഷ്യൻ ഭാഷയിൽ വിദ്യാഭ്യാസം ഭാഷ പരിശീലനം / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, V. V. Dorofeychik. മിൻസ്ക്: Aversev, 2016, 2017.

പാഠ ഘടന:

സംഘടനാ നിമിഷം (5 മിനിറ്റ്)

അടിസ്ഥാന അറിവ് അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്നു (5 മിനിറ്റ്)

പുതിയ മെറ്റീരിയൽ പഠിക്കുന്നു (15 മിനിറ്റ്)

ശാരീരിക വിദ്യാഭ്യാസ മിനിറ്റ് (2 മിനിറ്റ്)

അറിവിൻ്റെ ഏകീകരണം (13 മിനിറ്റ്)

പാഠ സംഗ്രഹം (5 മിനിറ്റ്)

ഓർഗനൈസിംഗ് സമയം

ഹലോ, ഇരിക്കൂ! (സന്നിഹിതരായവരെ പരിശോധിക്കുന്നു).ഇന്ന് പാഠത്തിൽ നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള രേഖീയ ചലനത്തിൻ്റെ വേഗത നാം മനസ്സിലാക്കണം. ഇത് അർത്ഥമാക്കുന്നത്പാഠ വിഷയം : നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള നേർരേഖ ചലന സമയത്ത് വേഗത

റഫറൻസ് അറിവ് അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യുന്നു

എല്ലാ അസമത്വ ചലനങ്ങളിലും ഏറ്റവും ലളിതം - നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള നേർരേഖാ ചലനം. ഇതിനെ തുല്യ വേരിയബിൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഏകീകൃത ചലന സമയത്ത് ശരീരത്തിൻ്റെ വേഗത എങ്ങനെ മാറുന്നു?

പുതിയ മെറ്റീരിയൽ പഠിക്കുന്നു

ഒരു ചെരിഞ്ഞ ചട്ടിയിലൂടെ ഒരു ഉരുക്ക് പന്തിൻ്റെ ചലനം പരിഗണിക്കുക. അതിൻ്റെ ത്വരണം ഏതാണ്ട് സ്ഥിരമാണെന്ന് അനുഭവം കാണിക്കുന്നു:

അനുവദിക്കുക വിസമയത്തിൻ്റെ നിമിഷം ടി = 0 പന്തിന് പ്രാരംഭ വേഗത ഉണ്ടായിരുന്നു (ചിത്രം 83).

കൃത്യസമയത്ത് പന്തിൻ്റെ വേഗതയെ ആശ്രയിക്കുന്നത് എങ്ങനെ കണ്ടെത്താം?

പന്ത് ത്വരണംഎ = . ഞങ്ങളുടെ ഉദാഹരണത്തിൽΔt = ടി , Δ - . അർത്ഥമാക്കുന്നത്,

, എവിടെ

നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉപയോഗിച്ച് നീങ്ങുമ്പോൾ, ശരീരത്തിൻ്റെ വേഗത രേഖീയമായി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു സമയം.

തുല്യതകളിൽ നിന്ന് ( 1 ) കൂടാതെ (2) പ്രൊജക്ഷനുകളുടെ സൂത്രവാക്യങ്ങൾ പിന്തുടരുന്നു:

നമുക്ക് ഡിപൻഡൻസി ഗ്രാഫുകൾ നിർമ്മിക്കാംഎ x ( ടി ) ഒപ്പം വി x ( ടി ) (അരി. 84, a, b).

അരി. 84

ചിത്രം 83 പ്രകാരംഎ എക്സ് = എ > 0, = വി 0 > 0.

പിന്നെആശ്രിതത്വങ്ങൾ എ x ( ടി ) ഷെഡ്യൂളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു1 (ചിത്രം 84 കാണുക, എ). ഈസമയ അക്ഷത്തിന് സമാന്തരമായ നേർരേഖ. ആശ്രിതത്വംവി x ( ടി ) ഷെഡ്യൂളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, പ്രൊജക്ഷനിലെ വർദ്ധനവ് വിവരിക്കുന്നുസ്കോവളരുക (ചിത്രം കാണുക. 84, b). വളരുകയാണെന്ന് വ്യക്തമാണ്മൊഡ്യൂൾവേഗത. പന്ത് നീങ്ങുന്നുഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തി.

നമുക്ക് രണ്ടാമത്തെ ഉദാഹരണം പരിഗണിക്കാം (ചിത്രം 85). ഇപ്പോൾ പന്തിൻ്റെ പ്രാരംഭ വേഗത ഗ്രോവിലൂടെ മുകളിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു. മുകളിലേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ, പന്ത് ക്രമേണ വേഗത നഷ്ടപ്പെടും. പോയിൻ്റിൽഎഅവൻ ഓൺനിമിഷം നിർത്തുംതുടങ്ങുംതാഴേക്കു തെന്നിക്കുക. ഫുൾ സ്റ്റോപ്പ്എ വിളിച്ചുവഴിത്തിരിവ്.

ഇതനുസരിച്ച് ഡ്രോയിംഗ് 85 എ എക്സ് = - എ< 0, = വി 0 > 0, സൂത്രവാക്യങ്ങൾ (3) കൂടാതെ (4) ഗ്രാഫിക്സുമായി പൊരുത്തപ്പെടുക2 ഒപ്പം 2" (സെമി.അരി. 84, എ , b).

പട്ടിക 2" തുടക്കത്തിൽ, പന്ത് മുകളിലേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ, വേഗതയുടെ പ്രൊജക്ഷൻ കാണിക്കുന്നുവി x പോസിറ്റീവ് ആയിരുന്നു. അതേ സമയം അത് കുറഞ്ഞുടി= പൂജ്യത്തിന് തുല്യമായി. ഈ നിമിഷം പന്ത് വഴിത്തിരിവിലെത്തിഎ (ചിത്രം 85 കാണുക). ഈ ഘട്ടത്തിൽ പന്തിൻ്റെ വേഗത വിപരീത ദിശയിലേക്കും അറ്റത്തേക്കും മാറിടി> വേഗത പ്രൊജക്ഷൻ നെഗറ്റീവ് ആയി.

ഗ്രാഫിൽ നിന്ന് 2" (ചിത്രം 84 കാണുക, b) ഭ്രമണ നിമിഷത്തിന് മുമ്പ്, വേഗത മൊഡ്യൂൾ കുറഞ്ഞു - പന്ത് തുല്യ നിരക്കിൽ മുകളിലേക്ക് നീങ്ങി. ചെയ്തത്ടി > ടി എൻ വേഗത മൊഡ്യൂൾ വർദ്ധിക്കുന്നു - പന്ത് ഒരേപോലെ ത്വരിതഗതിയിൽ താഴേക്ക് നീങ്ങുന്നു.

രണ്ട് ഉദാഹരണങ്ങൾക്കുമായി വേഗത മോഡുലസും സമയവും നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം ഗ്രാഫുകൾ നിർമ്മിക്കുക.

ഏകീകൃത ചലനത്തിൻ്റെ മറ്റ് എന്തൊക്കെ നിയമങ്ങൾ അറിയേണ്ടതുണ്ട്?

ഏകീകൃത റെക്റ്റിലീനിയർ ചലനത്തിന് ഗ്രാഫിന് ഇടയിലുള്ള ചിത്രത്തിൻ്റെ വിസ്തീർണ്ണം § 8-ൽ ഞങ്ങൾ തെളിയിച്ചു.വി x കൂടാതെ സമയ അക്ഷം (ചിത്രം 57 കാണുക) സ്ഥാനചലന പ്രൊജക്ഷന് Δ സംഖ്യാപരമായി തുല്യമാണ്ആർ എക്സ് . ഈ നിയമം അസമമായ ചലനത്തിനും ബാധകമാണെന്ന് തെളിയിക്കാനാകും. തുടർന്ന്, ചിത്രം 86 അനുസരിച്ച്, ഡിസ്പ്ലേസ്മെൻ്റ് പ്രൊജക്ഷൻ Δആർ എക്സ് ട്രപസോയിഡിൻ്റെ വിസ്തീർണ്ണം ഉപയോഗിച്ച് ഏകീകൃത ആൾട്ടർനേറ്റിംഗ് ചലനം നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നുഎ ബി സി ഡി . ഈ വിസ്തീർണ്ണം അടിത്തറയുടെ പകുതി തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്ട്രപസോയിഡ് അതിൻ്റെ ഉയരം കൊണ്ട് ഗുണിക്കുന്നുഎ.ഡി .

തൽഫലമായി:

ഫോർമുലയുടെ (5) വേഗത പ്രൊജക്ഷൻ്റെ ശരാശരി മൂല്യം മുതൽ

താഴെ പറയുന്നു:

ഡ്രൈവ് ചെയ്യുമ്പോൾ കൂടെസ്ഥിരമായ ത്വരണം, ബന്ധം (6) പ്രൊജക്ഷന് മാത്രമല്ല, പ്രവേഗ വെക്റ്ററുകൾക്കും തൃപ്തികരമാണ്:

സ്ഥിരമായ ത്വരണം ഉള്ള ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി വേഗത പ്രാരംഭ, അവസാന വേഗതയുടെ പകുതി തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്.

ഫോർമുലകൾ (5), (6), (7) എന്നിവ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ലവേണ്ടിപ്രസ്ഥാനം കൂടെപൊരുത്തമില്ലാത്ത ത്വരണം. ഇത് നയിച്ചേക്കാംലേക്ക്ഗുരുതരമായ തെറ്റുകൾ.

അറിവിൻ്റെ ഏകീകരണം

പേജ് 57 ൽ നിന്ന് പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉദാഹരണം നോക്കാം:

മോഡുലസ് = 72 വേഗതയിലാണ് കാർ നീങ്ങിയത്. ചുവന്ന ട്രാഫിക്ക് ലൈറ്റ് കണ്ട്, റോഡ് സെക്ഷനിൽ ഡ്രൈവർഎസ്= 50 മീറ്റർ വേഗത = 18 ആയി കുറഞ്ഞു . കാറിൻ്റെ ചലനത്തിൻ്റെ സ്വഭാവം നിർണ്ണയിക്കുക. ബ്രേക്ക് ചെയ്യുമ്പോൾ കാർ നീങ്ങിയ ആക്സിലറേഷൻ്റെ ദിശയും വ്യാപ്തിയും കണ്ടെത്തുക.

നൽകിയത്: രേഷേ tion:

72 = 20 കാറിൻ്റെ ചലനം ഒരേപോലെ മന്ദഗതിയിലായിരുന്നു. ഉസ്‌കോ-

കാർ ഡ്രൈവിംഗ്വിപരീത ദിശയിൽ

18 = 5 അതിൻ്റെ ചലന വേഗത.

ആക്സിലറേഷൻ മോഡ്യൂൾ:

എസ്= 50 മീ

ബ്രേക്കിംഗ് സമയം:

എ - ? Δ t =

പിന്നെ

ഉത്തരം:

പാഠ സംഗ്രഹം

ഡ്രൈവ് ചെയ്യുമ്പോൾ കൂടെസ്ഥിരമായ ത്വരണം കൊണ്ട്, വേഗത സമയത്തെ രേഖീയമായി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിനൊപ്പം, തൽക്ഷണ പ്രവേഗത്തിൻ്റെയും ത്വരണത്തിൻ്റെയും ദിശകൾ ഒത്തുചേരുന്നു; ഒരേപോലെ മന്ദഗതിയിലുള്ള ചലനത്തോടെ, അവ വിപരീതമാണ്.

ശരാശരി ഡ്രൈവിംഗ് വേഗതകൂടെസ്ഥിരമായ ത്വരണം പ്രാരംഭ, അന്തിമ പ്രവേഗങ്ങളുടെ പകുതി തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്.

ഗൃഹപാഠം സംഘടന

§ 12, ഉദാ. 7 നമ്പർ 1, 5

പ്രതിഫലനം.

വാക്യങ്ങൾ തുടരുക:

ഇന്ന് ക്ലാസ്സിൽ പഠിച്ചത്...

രസകരമായിരുന്നു…

പാഠത്തിൽ ഞാൻ നേടിയ അറിവ് ഉപയോഗപ്രദമാകും

ഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിന്, ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യങ്ങൾ സാധുതയുള്ളതാണ്, അത് ഞങ്ങൾ ഡെറിവേഷൻ ഇല്ലാതെ അവതരിപ്പിക്കുന്നു:

നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതുപോലെ, ഇടതുവശത്തുള്ള വെക്റ്റർ ഫോർമുലയും വലതുവശത്തുള്ള രണ്ട് സ്കെയിലർ ഫോർമുലകളും തുല്യമാണ്. ബീജഗണിതത്തിൻ്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, സ്കെയിലർ ഫോർമുലകൾ അർത്ഥമാക്കുന്നത് ഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിലൂടെ, സ്ഥാനചലനത്തിൻ്റെ പ്രവചനങ്ങൾ ഒരു ക്വാഡ്രാറ്റിക് നിയമമനുസരിച്ച് സമയത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നാണ്. ഇത് തൽക്ഷണ പ്രവേഗ പ്രൊജക്ഷനുകളുടെ സ്വഭാവവുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുക (§ 12-h കാണുക).

 sx = x – xo  and  sy = y – yo  (§ 12 കാണുക), മുകളിൽ വലത് കോളത്തിൽ നിന്നുള്ള രണ്ട് സ്കെലാർ ഫോർമുലകളിൽ നിന്ന് നമുക്ക് കോർഡിനേറ്റുകൾക്ക് സമവാക്യങ്ങൾ ലഭിക്കും:

ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ ഏകീകൃത ത്വരിതഗതിയിലുള്ള ചലനത്തിലെ ത്വരണം സ്ഥിരമായതിനാൽ, കോർഡിനേറ്റ് അക്ഷങ്ങൾ എല്ലായ്പ്പോഴും സ്ഥാനം പിടിക്കാം, അങ്ങനെ ആക്സിലറേഷൻ വെക്റ്റർ ഒരു അക്ഷത്തിന് സമാന്തരമായി നയിക്കപ്പെടുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് Y അക്ഷം, തൽഫലമായി, X അക്ഷത്തിനൊപ്പം ചലനത്തിൻ്റെ സമവാക്യം ആയിരിക്കും ശ്രദ്ധേയമായി ലളിതമാക്കിയിരിക്കുന്നു:

x  =  xo + υox t  + (0), y  =  yo + υoy t  + ½ ay t²

ഇടത് സമവാക്യം ഏകീകൃത റെക്റ്റിലീനിയർ ചലനത്തിൻ്റെ സമവാക്യവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നുവെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക (§ 12-g കാണുക). ഇതിനർത്ഥം ഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിന് ഒരു അച്ചുതണ്ടിലൂടെയുള്ള ഏകീകൃത ചലനത്തിൽ നിന്നും മറ്റൊന്നിൽ ഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിൽ നിന്നും "രചിക്കാൻ" കഴിയും എന്നാണ്. ഒരു യാച്ചിലെ കോറുമായുള്ള അനുഭവം ഇത് സ്ഥിരീകരിക്കുന്നു (§ 12-b കാണുക).

ടാസ്ക്. കൈകൾ നീട്ടി പെൺകുട്ടി പന്ത് എറിഞ്ഞു. അവൻ 80 സെൻ്റീമീറ്റർ ഉയർന്നു, താമസിയാതെ പെൺകുട്ടിയുടെ കാൽക്കൽ വീണു, 180 സെൻ്റീമീറ്റർ പറന്നു. ഏത് വേഗതയിലാണ് പന്ത് എറിഞ്ഞത്, പന്ത് നിലത്ത് പതിച്ചപ്പോൾ ഏത് വേഗതയിലായിരുന്നു?

Y അക്ഷത്തിലേക്കുള്ള തൽക്ഷണ പ്രവേഗത്തിൻ്റെ പ്രൊജക്ഷനായി നമുക്ക് സമവാക്യത്തിൻ്റെ ഇരുവശങ്ങളും സമചതുരമാക്കാം: υy = υoy + ay t (§ 12 കാണുക). നമുക്ക് തുല്യത ലഭിക്കുന്നു:

υy²  = ( υoy + ay t )²  = υoy² + 2 υoy ay t + ay² t²

രണ്ട് വലത് പദങ്ങൾക്ക് മാത്രം ഫാക്ടർ 2 ay ബ്രാക്കറ്റിൽ നിന്ന് എടുക്കാം:

υy²  = υoy² + 2 ay ( υoy t + ½ ay t² )

സ്ഥാനചലനത്തിൻ്റെ പ്രൊജക്ഷൻ കണക്കാക്കുന്നതിനുള്ള ഫോർമുല ബ്രാക്കറ്റുകളിൽ നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക:  sy = υoy t + ½ ay t². അതിനെ sy ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നത്:

പരിഹാരം. നമുക്ക് ഒരു ഡ്രോയിംഗ് ഉണ്ടാക്കാം: Y അക്ഷം മുകളിലേക്ക് നയിക്കുക, പെൺകുട്ടിയുടെ കാൽക്കൽ നിലത്ത് കോർഡിനേറ്റുകളുടെ ഉത്ഭവം സ്ഥാപിക്കുക. വേഗത പ്രൊജക്ഷൻ്റെ ചതുരത്തിന് വേണ്ടി നമ്മൾ ഉരുത്തിരിഞ്ഞ ഫോർമുല പ്രയോഗിക്കാം, ആദ്യം പന്തിൻ്റെ ഉയർച്ചയുടെ മുകൾ ഭാഗത്ത്:

0 = υoy² + 2·(–g)·(+h) ⇒ υoy = ±√¯2gh = +4 m/s

തുടർന്ന്, മുകളിലെ പോയിൻ്റിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങുമ്പോൾ:

υy² = 0 + 2·(–g)·(–H) ⇒ υy = ±√¯2gh = –6 m/s

ഉത്തരം: പന്ത് 4 മീ / സെ വേഗതയിൽ മുകളിലേക്ക് എറിഞ്ഞു, ലാൻഡിംഗ് നിമിഷത്തിൽ അതിന് 6 മീ / സെക്കൻ്റ് വേഗത ഉണ്ടായിരുന്നു, അത് Y അക്ഷത്തിന് നേരെ നയിക്കപ്പെട്ടു.

കുറിപ്പ്. തൽക്ഷണ പ്രവേഗത്തിൻ്റെ ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പ്രൊജക്ഷനുള്ള ഫോർമുല X അച്ചുതണ്ടിൻ്റെ സാമ്യമനുസരിച്ച് ശരിയാണെന്ന് നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുമെന്ന് ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു:

ചലനം ഏകമാനമാണെങ്കിൽ, അതായത്, അത് ഒരു അക്ഷത്തിൽ മാത്രമേ സംഭവിക്കുകയുള്ളൂ എങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ചട്ടക്കൂടിലെ രണ്ട് സൂത്രവാക്യങ്ങളിൽ ഒന്ന് ഉപയോഗിക്കാം.

ഭൗതികശാസ്ത്രത്തിലെ ക്ലാസിക്കൽ മെക്കാനിക്കൽ ചലനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനമാണ് കിനിമാറ്റിക്സ്. ഡൈനാമിക്സിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ശരീരങ്ങൾ ചലിക്കുന്നതിൻ്റെ കാരണം ശാസ്ത്രം പഠിക്കുന്നു. അവർ അത് എങ്ങനെ ചെയ്യുന്നു എന്ന ചോദ്യത്തിന് അവൾ ഉത്തരം നൽകുന്നു. ഈ ലേഖനത്തിൽ നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള ത്വരണവും ചലനവും എന്താണെന്ന് നോക്കാം.

ത്വരണം എന്ന ആശയം

ഒരു ശരീരം ബഹിരാകാശത്ത് നീങ്ങുമ്പോൾ, ഒരു നിശ്ചിത കാലയളവിൽ അത് ഒരു നിശ്ചിത പാതയെ മൂടുന്നു, അതായത് പാതയുടെ ദൈർഘ്യം. ഈ പാത കണക്കാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ വേഗതയുടെയും ത്വരിതത്തിൻ്റെയും ആശയങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഒരു ഭൗതിക അളവ് എന്ന നിലയിൽ വേഗത എന്നത് സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരത്തിലെ മാറ്റങ്ങളുടെ സമയത്തിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയെ ചിത്രീകരിക്കുന്നു. വേഗത ശരീര ചലനത്തിൻ്റെ ദിശയിലുള്ള പാതയിലേക്ക് സ്പർശനമായി നയിക്കപ്പെടുന്നു.

ത്വരണം അല്പം കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ അളവാണ്. ചുരുക്കത്തിൽ, ഒരു നിശ്ചിത സമയത്ത് വേഗതയിൽ വരുന്ന മാറ്റത്തെ ഇത് വിവരിക്കുന്നു. കണക്ക് ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു:

ഈ സൂത്രവാക്യം കൂടുതൽ വ്യക്തമായി മനസ്സിലാക്കാൻ, നമുക്ക് ഒരു ലളിതമായ ഉദാഹരണം നൽകാം: ചലനത്തിൻ്റെ 1 സെക്കൻഡിൽ ശരീരത്തിൻ്റെ വേഗത 1 m / s വർദ്ധിച്ചുവെന്ന് കരുതുക. ഈ സംഖ്യകൾ, മുകളിലുള്ള പദപ്രയോഗത്തിന് പകരമായി, ഫലത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു: ഈ സെക്കൻഡിൽ ശരീരത്തിൻ്റെ ത്വരണം 1 m/s 2 ന് തുല്യമാണ്.

ത്വരണത്തിൻ്റെ ദിശ പ്രവേഗത്തിൻ്റെ ദിശയിൽ നിന്ന് പൂർണ്ണമായും സ്വതന്ത്രമാണ്. ഈ ത്വരിതപ്പെടുത്തലിന് കാരണമാകുന്ന ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ശക്തിയുടെ വെക്‌റ്ററുമായി അതിൻ്റെ വെക്റ്റർ യോജിക്കുന്നു.

ത്വരിതപ്പെടുത്തലിൻ്റെ മുകളിലുള്ള നിർവചനത്തിൽ ഒരു പ്രധാന കാര്യം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. ഈ മൂല്യം മാഗ്നിറ്റ്യൂഡിലെ വേഗതയിലെ മാറ്റത്തെ മാത്രമല്ല, ദിശയിലും ചിത്രീകരിക്കുന്നു. കർവിലീനിയർ ചലനത്തിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ പിന്നീടുള്ള വസ്തുത കണക്കിലെടുക്കണം. ലേഖനത്തിൽ, നേർരേഖയിലുള്ള ചലനം മാത്രമേ പരിഗണിക്കൂ.

നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉപയോഗിച്ച് നീങ്ങുമ്പോൾ വേഗത

ചലന സമയത്ത് അതിൻ്റെ വ്യാപ്തിയും ദിശയും നിലനിർത്തുകയാണെങ്കിൽ ത്വരണം സ്ഥിരമായിരിക്കും. അത്തരം ചലനത്തെ യൂണിഫോം ആക്സിലറേറ്റഡ് അല്ലെങ്കിൽ യൂണിഫോം ഡിസെലറേറ്റഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു - ഇതെല്ലാം ത്വരണം വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലേക്കോ വേഗത കുറയുന്നതിലേക്കോ നയിക്കുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

സ്ഥിരമായ ത്വരിതഗതിയിൽ ചലിക്കുന്ന ശരീരത്തിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, ഇനിപ്പറയുന്ന സൂത്രവാക്യങ്ങളിലൊന്ന് ഉപയോഗിച്ച് വേഗത നിർണ്ണയിക്കാനാകും:

ആദ്യത്തെ രണ്ട് സമവാക്യങ്ങൾ ഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തെ വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു. അവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം പൂജ്യമല്ലാത്ത പ്രാരംഭ വേഗതയുടെ കാര്യത്തിൽ രണ്ടാമത്തെ എക്സ്പ്രഷൻ ബാധകമാണ് എന്നതാണ്.

മൂന്നാമത്തെ സമവാക്യം സ്ഥിരമായ ആക്സിലറേഷനോടുകൂടിയ ഏകതാനമായ സ്ലോ മോഷൻ്റെ വേഗതയുടെ ഒരു പദപ്രയോഗമാണ്. ത്വരിതപ്പെടുത്തൽ വേഗതയ്‌ക്കെതിരെയാണ്.

v(t) എന്ന മൂന്ന് ഫംഗ്ഷനുകളുടെയും ഗ്രാഫുകൾ നേർരേഖകളാണ്. ആദ്യ രണ്ട് സന്ദർഭങ്ങളിൽ, നേർരേഖകൾക്ക് x-ആക്സിസുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പോസിറ്റീവ് ചരിവുണ്ട്; മൂന്നാമത്തെ കേസിൽ, ഈ ചരിവ് നെഗറ്റീവ് ആണ്.

സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരത്തിൻ്റെ ഫോർമുലകൾ

സ്ഥിരമായ ത്വരണം (ആക്സിലറേഷൻ a = കോൺസ്റ്റ്) ഉള്ള ചലനത്തിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ ഒരു പാതയ്ക്കായി, കാലക്രമേണ വേഗതയുടെ അവിഭാജ്യ കണക്ക് നിങ്ങൾ കണക്കാക്കിയാൽ സൂത്രവാക്യങ്ങൾ നേടുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമല്ല. മുകളിൽ എഴുതിയ മൂന്ന് സമവാക്യങ്ങൾക്കായി ഈ ഗണിത പ്രവർത്തനം നടത്തിയ ശേഷം, L പാതയ്ക്കായി നമുക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന പദപ്രയോഗങ്ങൾ ലഭിക്കും:

L = v 0 * t + a * t 2 /2;

L = v 0 *t - a*t 2/2.

മൂന്ന് പാത്ത് ഫംഗ്‌ഷനുകളുടെയും സമയത്തിൻ്റെയും ഗ്രാഫുകളും പരാബോളകളാണ്. ആദ്യ രണ്ട് സന്ദർഭങ്ങളിൽ, പരവലയത്തിൻ്റെ വലത് ശാഖ വർദ്ധിക്കുന്നു, മൂന്നാമത്തെ പ്രവർത്തനത്തിനായി അത് ക്രമേണ ഒരു നിശ്ചിത സ്ഥിരാങ്കത്തിൽ എത്തുന്നു, ഇത് ശരീരം പൂർണ്ണമായും നിർത്തുന്നത് വരെ സഞ്ചരിക്കുന്ന ദൂരവുമായി യോജിക്കുന്നു.

പ്രശ്നത്തിൻ്റെ പരിഹാരം

30 കി.മീ വേഗതയിൽ നീങ്ങിയ കാർ വേഗത്തിലാക്കാൻ തുടങ്ങി. 30 സെക്കൻഡിൽ 600 മീറ്റർ ദൂരം പിന്നിട്ടു. കാറിന്റെ ത്വരണം എന്തായിരുന്നു?

ഒന്നാമതായി, നമുക്ക് പ്രാരംഭ വേഗത km/h നിന്ന് m/s ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യാം:

v 0 = 30 km/h = 30000/3600 = 8.333 m/s.

ഇനി നമുക്ക് ചലനത്തിൻ്റെ സമവാക്യം എഴുതാം:

L = v 0 *t + a*t 2/2.

ഈ സമത്വത്തിൽ നിന്ന് ഞങ്ങൾ ത്വരണം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നു:

a = 2*(L - v 0 *t)/t 2 .

ഈ സമവാക്യത്തിലെ എല്ലാ ഭൗതിക അളവുകളും പ്രശ്നസാഹചര്യങ്ങളിൽ നിന്ന് അറിയാം. ഞങ്ങൾ അവയെ ഫോർമുലയിലേക്ക് മാറ്റി, ഉത്തരം ലഭിക്കും: a ≈ 0.78 m/s 2 . അങ്ങനെ, നിരന്തരമായ ത്വരിതഗതിയിൽ നീങ്ങുമ്പോൾ, കാർ ഓരോ സെക്കൻഡിലും 0.78 മീറ്റർ / സെക്കൻ്റ് വേഗത വർദ്ധിപ്പിച്ചു.

30 സെക്കൻഡ് ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിന് ശേഷം അദ്ദേഹം നേടിയ വേഗത എന്താണെന്ന് നമുക്ക് കണക്കാക്കാം (തമാശയ്ക്കായി), നമുക്ക് ലഭിക്കുന്നത്:

v = v 0 + a*t = 8.333 + 0.78*30 = 31.733 m/s.

തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വേഗത മണിക്കൂറിൽ 114.2 കി.മീ.

സ്ഥിരമായ ആക്സിലറേഷനോടുകൂടിയ റെക്റ്റിലീനിയർ ചലനത്തെ സമയത്തിനനുസരിച്ച് വേഗത മൊഡ്യൂൾ വർദ്ധിക്കുകയാണെങ്കിൽ യൂണിഫോം ആക്സിലറേറ്റഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ അത് കുറയുകയാണെങ്കിൽ ഏകതാനമായി കുറയുന്നു.

ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം താഴ്ന്ന കെട്ടിടത്തിൻ്റെ ബാൽക്കണിയിൽ നിന്ന് വീഴുന്ന ഒരു പൂച്ചട്ടി ആയിരിക്കും. വീഴ്ചയുടെ തുടക്കത്തിൽ, പാത്രത്തിൻ്റെ വേഗത പൂജ്യമാണ്, എന്നാൽ ഏതാനും നിമിഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ അത് പതിനായിരക്കണക്കിന് m / s ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ നിയന്ത്രിക്കുന്നു. സ്ലോ മോഷൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം ഒരു കല്ലിൻ്റെ ചലനം ലംബമായി മുകളിലേക്ക് എറിയപ്പെടുന്നു, അതിൻ്റെ വേഗത തുടക്കത്തിൽ ഉയർന്നതാണ്, എന്നാൽ പിന്നീട് പാതയുടെ മുകൾ ഭാഗത്ത് പൂജ്യമായി കുറയുന്നു. വായു പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ ശക്തി ഞങ്ങൾ അവഗണിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഈ രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളിലെയും ആക്സിലറേഷൻ ഫ്രീ ഫാൾ ത്വരണത്തിന് തുല്യവും തുല്യവുമായിരിക്കും, ഇത് എല്ലായ്പ്പോഴും ലംബമായി താഴേക്ക് നയിക്കുന്നു, g എന്ന അക്ഷരത്താൽ സൂചിപ്പിക്കുകയും ഏകദേശം 9.8 m/s2 ന് തുല്യവുമാണ്. .

ഗുരുത്വാകർഷണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ത്വരണം, g, ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകർഷണ ബലം മൂലമാണ്. ഈ ശക്തി ഭൂമിയിലേക്ക് നീങ്ങുന്ന എല്ലാ ശരീരങ്ങളെയും ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും അതിൽ നിന്ന് അകന്നുപോകുന്നവയെ മന്ദഗതിയിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഇവിടെ v എന്നത് t സമയത്ത് ശരീരത്തിൻ്റെ വേഗതയാണ്, എവിടെ നിന്ന്, ലളിതമായ പരിവർത്തനങ്ങൾക്ക് ശേഷം, നമുക്ക് ലഭിക്കും എന്നതിനുള്ള സമവാക്യം സ്ഥിരമായ ത്വരണം ഉപയോഗിച്ച് നീങ്ങുമ്പോൾ വേഗത: v = v0 + at

8. നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള ചലനത്തിൻ്റെ സമവാക്യങ്ങൾ.

സ്ഥിരമായ ത്വരണം ഉപയോഗിച്ച് ലീനിയർ മോഷൻ സമയത്ത് വേഗതയുടെ സമവാക്യം കണ്ടെത്താൻ, t=0 സമയത്ത് ശരീരത്തിന് പ്രാരംഭ വേഗത v0 ഉണ്ടായിരുന്നു എന്ന് ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കും. ആക്സിലറേഷൻ a സ്ഥിരമായതിനാൽ, ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യം ഏത് സമയത്തിനും t സാധുവാണ്:

ഇവിടെ v എന്നത് t സമയത്ത് ശരീരത്തിൻ്റെ വേഗതയാണ്, അവിടെ നിന്ന്, ലളിതമായ പരിവർത്തനങ്ങൾക്ക് ശേഷം, സ്ഥിരമായ ത്വരണം ഉപയോഗിച്ച് നീങ്ങുമ്പോൾ വേഗതയ്ക്കുള്ള സമവാക്യം നമുക്ക് ലഭിക്കും: v = v0 + at

റെക്റ്റിലീനിയർ ചലനത്തിനിടയിൽ സ്ഥിരമായ ത്വരണം ഉപയോഗിച്ച് സഞ്ചരിക്കുന്ന പാതയ്ക്ക് ഒരു സമവാക്യം ലഭിക്കുന്നതിന്, ഞങ്ങൾ ആദ്യം സമയവും സമയവും തമ്മിലുള്ള ഒരു ഗ്രാഫ് നിർമ്മിക്കുന്നു (5.1). a>0 ന്, ഈ ആശ്രിതത്വത്തിൻ്റെ ഗ്രാഫ് ചിത്രം 5-ൽ ഇടതുവശത്ത് കാണിച്ചിരിക്കുന്നു (നീല നേർരേഖ). ഞങ്ങൾ §3-ൽ സ്ഥാപിച്ചതുപോലെ, t=0, t എന്നീ നിമിഷങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള പ്രവേഗത്തിനും സമയ വക്രത്തിനും കീഴിലുള്ള വിസ്തീർണ്ണം കണക്കാക്കുന്നതിലൂടെ t സമയത്തിൽ നേടിയ ചലനം നിർണ്ണയിക്കാനാകും. ഞങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, t = 0, t എന്നീ രണ്ട് ലംബ വരകളാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന വക്രത്തിന് കീഴിലുള്ള ചിത്രം ഒരു ട്രപസോയിഡ് OABC ആണ്, ഇതിൻ്റെ വിസ്തീർണ്ണം S, അറിയപ്പെടുന്നതുപോലെ, നീളത്തിൻ്റെ പകുതി തുകയുടെ ഗുണനത്തിന് തുല്യമാണ്. OA, CB എന്നിവയുടെ അടിസ്ഥാനങ്ങളും ഉയരം OC-ഉം:

ചിത്രം 5, OA = v0, CB = v0 + at, OC = t എന്നിവയിൽ കാണുന്നത് പോലെ. ഈ മൂല്യങ്ങൾ (5.2) ആയി മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ, പ്രാരംഭ വേഗത v0-ൽ സ്ഥിരമായ ആക്സിലറേഷൻ a ഉപയോഗിച്ച് റെക്റ്റിലീനിയർ ചലന സമയത്ത് t സമയത്തിൽ ഉണ്ടാക്കിയ സ്ഥാനചലനത്തിനായി ഞങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യം നേടുന്നു:

ഫോർമുല (5.3) a>0 ത്വരണം ഉള്ള ചലനത്തിന് മാത്രമല്ല സാധുതയുള്ളതാണെന്ന് കാണിക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ്, അതിനായി അത് ഉരുത്തിരിഞ്ഞതാണ്, എന്നാൽ അത്തരം സന്ദർഭങ്ങളിലും a<0. На рис.5 справа красными линиями показаны графики зависимости S при положительных (верх) и отрицательных (низ) значениях a, построенные по формуле (5.3) для различных величин v0. Видно, что в отличие от равномерного движения (см. рис. 3), график зависимости перемещения от времени является параболой, а не прямой, показанной для сравнения пунктирной линией.

9. ശരീരങ്ങളുടെ സ്വതന്ത്ര വീഴ്ച. ഗുരുത്വാകർഷണം മൂലം നിരന്തരമായ ത്വരണം ഉള്ള ചലനം.

വായു പ്രതിരോധത്തിൻ്റെ അഭാവത്തിൽ (ശൂന്യതയിൽ) ശരീരങ്ങൾ ഭൂമിയിലേക്ക് പതിക്കുന്നതാണ് ശരീരങ്ങളുടെ സ്വതന്ത്ര വീഴ്ച.

ശരീരങ്ങൾ ഭൂമിയിലേക്ക് പതിക്കുന്ന ത്വരിതപ്പെടുത്തലിനെ ഗുരുത്വാകർഷണ ത്വരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഫ്രീ ഫാൾ ആക്സിലറേഷൻ വെക്റ്റർ ചിഹ്നത്താൽ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു; അത് ലംബമായി താഴേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു. ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ അക്ഷാംശവും സമുദ്രനിരപ്പിന് മുകളിലുള്ള ഉയരവും അനുസരിച്ച് ഭൂഗോളത്തിൻ്റെ വിവിധ പോയിൻ്റുകളിൽ, g യുടെ സംഖ്യാ മൂല്യം തുല്യമല്ല, ധ്രുവങ്ങളിൽ ഏകദേശം 9.83 m/s2 മുതൽ മധ്യരേഖയിൽ 9.78 m/s2 വരെ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. മോസ്കോയുടെ അക്ഷാംശത്തിൽ g = 9.81523 m/s2. സാധാരണയായി, കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ ഉയർന്ന കൃത്യത ആവശ്യമില്ലെങ്കിൽ, ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിലെ g യുടെ സംഖ്യാ മൂല്യം 9.8 m/s2 അല്ലെങ്കിൽ 10 m/s2 ന് തുല്യമാണ്.

ഫ്രീ ഫാൾ എന്നതിൻ്റെ ലളിതമായ ഉദാഹരണം ഒരു നിശ്ചിത ഉയരത്തിൽ നിന്ന് ഒരു പ്രാരംഭ വേഗത കൂടാതെ വീഴുന്നതാണ്. ഫ്രീ ഫാൾ എന്നത് സ്ഥിരമായ ത്വരണം ഉള്ള ഒരു രേഖീയ ചലനമാണ്.

വായു പ്രതിരോധം ഇല്ലാത്ത ഒരു ശൂന്യതയിൽ മാത്രമേ അനുയോജ്യമായ സ്വതന്ത്ര വീഴ്ച സാധ്യമാകൂ, പിണ്ഡം, സാന്ദ്രത, ആകൃതി എന്നിവ കണക്കിലെടുക്കാതെ, എല്ലാ ശരീരങ്ങളും ഒരുപോലെ വേഗത്തിൽ വീഴുന്നു, അതായത് ഏത് സമയത്തും ശരീരങ്ങൾക്ക് ഒരേ തൽക്ഷണ വേഗതയും ത്വരിതവും ഉണ്ടാകും.

ഒരേപോലെ ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ ചലനത്തിനുള്ള എല്ലാ സൂത്രവാക്യങ്ങളും സ്വതന്ത്രമായി വീഴുന്ന ശരീരങ്ങൾക്ക് ബാധകമാണ്.

ഏത് സമയത്തും ശരീരം സ്വതന്ത്രമായി വീഴുമ്പോൾ വേഗതയുടെ വ്യാപ്തി:

ശരീര ചലനം:

ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ആക്സിലറേഷൻ a ന് പകരം, ഗുരുത്വാകർഷണം g = 9.8 m/s2 എന്ന ത്വരണം ഏകീകൃത ത്വരിത ചലനത്തിനുള്ള സൂത്രവാക്യങ്ങളിൽ അവതരിപ്പിക്കുന്നു.

10. ശരീരങ്ങളുടെ ചലനം. ദൃഢമായ ശരീരത്തിൻ്റെ മുന്നോട്ടുള്ള ചലനം

കർക്കശമായ ശരീരത്തിൻ്റെ വിവർത്തന ചലനം, ശരീരവുമായി സ്ഥിരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ നേർരേഖയും സ്വയം സമാന്തരമായി നീങ്ങുന്ന ഒരു ചലനമാണ്. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ശരീരവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് നോൺ-പാരലൽ ലൈനുകൾ സ്വയം സമാന്തരമായി നീങ്ങിയാൽ മതി. വിവർത്തന ചലന സമയത്ത്, ശരീരത്തിൻ്റെ എല്ലാ പോയിൻ്റുകളും സമാനവും സമാന്തരവുമായ പാതകളെ വിവരിക്കുന്നു, ഏത് സമയത്തും ഒരേ വേഗതയും ത്വരിതവും ഉണ്ടായിരിക്കും. അങ്ങനെ, ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ വിവർത്തന ചലനം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അതിൻ്റെ പോയിൻ്റുകളിലൊന്നിൻ്റെ ചലനമാണ് O.

പൊതുവായ സാഹചര്യത്തിൽ, വിവർത്തന ചലനം ത്രിമാന സ്ഥലത്ത് സംഭവിക്കുന്നു, എന്നാൽ അതിൻ്റെ പ്രധാന സവിശേഷത - ഏതെങ്കിലും സെഗ്മെൻ്റിൻ്റെ സമാന്തരത നിലനിർത്തുന്നത് - പ്രാബല്യത്തിൽ തുടരുന്നു.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു എലിവേറ്റർ കാർ മുന്നോട്ട് നീങ്ങുന്നു. കൂടാതെ, ആദ്യത്തെ ഏകദേശ കണക്കിൽ, ഫെറിസ് വീൽ ക്യാബിൻ വിവർത്തന ചലനം ഉണ്ടാക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, കർശനമായി പറഞ്ഞാൽ, ഫെറിസ് വീൽ ക്യാബിൻ്റെ ചലനം പുരോഗമനപരമായി കണക്കാക്കാനാവില്ല. ഒരു ശരീരം വിവർത്തനമായി ചലിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അതിൻ്റെ ചലനത്തെ വിവരിക്കാൻ ഒരു അനിയന്ത്രിതമായ പോയിൻ്റിൻ്റെ ചലനത്തെ വിവരിച്ചാൽ മതിയാകും (ഉദാഹരണത്തിന്, ശരീരത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ കേന്ദ്രത്തിൻ്റെ ചലനം).

ഒരു അടഞ്ഞ മെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റം നിർമ്മിക്കുന്ന ശരീരങ്ങൾ ഗുരുത്വാകർഷണത്തിൻ്റെയും ഇലാസ്തികതയുടെയും ശക്തികളിലൂടെ മാത്രമേ പരസ്പരം ഇടപഴകുകയുള്ളൂവെങ്കിൽ, ഈ ശക്തികളുടെ പ്രവർത്തനം വിപരീത ചിഹ്നത്തിൽ എടുത്ത ശരീരങ്ങളുടെ സാധ്യതയുള്ള ഊർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിന് തുല്യമാണ്: A = –(E р2 – E р1).

ഗതികോർജ്ജ സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ഈ ജോലി ശരീരങ്ങളുടെ ഗതികോർജ്ജത്തിലെ മാറ്റത്തിന് തുല്യമാണ്

അതുകൊണ്ട്

അല്ലെങ്കിൽ E k 1 + E p 1 = E k 2 + E p 2.

ഒരു അടഞ്ഞ സംവിധാനം ഉണ്ടാക്കുകയും ഗുരുത്വാകർഷണവും ഇലാസ്റ്റിക് ബലങ്ങളും വഴി പരസ്പരം ഇടപഴകുകയും ചെയ്യുന്ന ശരീരങ്ങളുടെ ചലനാത്മകവും സാധ്യതയുള്ളതുമായ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ആകെത്തുക മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു.

ഈ പ്രസ്താവന മെക്കാനിക്കൽ പ്രക്രിയകളിൽ ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഇത് ന്യൂട്ടൻ്റെ നിയമങ്ങളുടെ അനന്തരഫലമാണ്. E = E k + E p എന്ന തുകയെ മൊത്തം മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. യാഥാസ്ഥിതിക ശക്തികൾ പരസ്പരം ഇടപഴകുമ്പോൾ മാത്രമേ മെക്കാനിക്കൽ എനർജി സംരക്ഷണ നിയമം തൃപ്തികരമാകൂ, അതായത്, ഊർജ്ജം എന്ന ആശയം അവതരിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ശക്തികൾ.

ഈ ശരീരങ്ങൾക്കിടയിൽ യാഥാസ്ഥിതിക ശക്തികൾ മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിൽ ശരീരങ്ങളുടെ ഒരു അടഞ്ഞ സംവിധാനത്തിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജം മാറില്ല. ഏതെങ്കിലും അടഞ്ഞ പാതയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് പൂജ്യത്തിന് തുല്യമായ ശക്തികളാണ് യാഥാസ്ഥിതിക ശക്തികൾ. യാഥാസ്ഥിതിക ശക്തികളിൽ ഒന്നാണ് ഗുരുത്വാകർഷണം.

യഥാർത്ഥ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, ഗുരുത്വാകർഷണ ശക്തികൾ, ഇലാസ്റ്റിക് ശക്തികൾ, മറ്റ് യാഥാസ്ഥിതിക ശക്തികൾ എന്നിവയ്‌ക്കൊപ്പം ഘർഷണ ശക്തികളോ പാരിസ്ഥിതിക പ്രതിരോധ ശക്തികളോ ഉപയോഗിച്ച് ചലിക്കുന്ന ശരീരങ്ങൾ എല്ലായ്പ്പോഴും പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ഘർഷണശക്തി യാഥാസ്ഥിതികമല്ല. ഘർഷണ ബലം ചെയ്യുന്ന ജോലി പാതയുടെ ദൈർഘ്യത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഒരു അടഞ്ഞ സംവിധാനം ഉണ്ടാക്കുന്ന ശരീരങ്ങൾക്കിടയിൽ ഘർഷണ ശക്തികൾ പ്രവർത്തിക്കുകയാണെങ്കിൽ, മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജം സംരക്ഷിക്കപ്പെടില്ല. മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം ശരീരങ്ങളുടെ ആന്തരിക ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു (താപനം).

ഏതെങ്കിലും ശാരീരിക ഇടപെടലുകളിൽ, ഊർജ്ജം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയോ അപ്രത്യക്ഷമാവുകയോ ഇല്ല. ഇത് ഒരു രൂപത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറുന്നു.

ഊർജ്ജ സംരക്ഷണത്തിൻ്റെയും പരിവർത്തനത്തിൻ്റെയും നിയമത്തിൻ്റെ അനന്തരഫലങ്ങളിലൊന്നാണ് "ശാശ്വത ചലന യന്ത്രം" (പെർപെറ്റ്യൂം മൊബൈൽ) - ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കാതെ അനിശ്ചിതമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു യന്ത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള അസാധ്യതയെക്കുറിച്ചുള്ള പ്രസ്താവനയാണ്.

"ശാശ്വത ചലന" പദ്ധതികളുടെ ഗണ്യമായ എണ്ണം ചരിത്രം സംഭരിക്കുന്നു. അവയിൽ ചിലതിൽ, "കണ്ടുപിടുത്തക്കാരൻ്റെ" തെറ്റുകൾ വ്യക്തമാണ്, മറ്റുള്ളവയിൽ ഈ തെറ്റുകൾ ഉപകരണത്തിൻ്റെ സങ്കീർണ്ണമായ രൂപകൽപ്പനയാൽ മറയ്ക്കപ്പെടുന്നു, ഈ യന്ത്രം പ്രവർത്തിക്കാത്തത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് മനസിലാക്കാൻ വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഒരു "ശാശ്വത ചലന യന്ത്രം" സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള നിഷ്ഫലമായ ശ്രമങ്ങൾ നമ്മുടെ കാലത്തും തുടരുന്നു. ഊർജ്ജ സംരക്ഷണത്തിൻ്റെയും പരിവർത്തനത്തിൻ്റെയും നിയമം ഊർജ്ജം ചെലവഴിക്കാതെ ജോലി നേടുന്നത് "നിരോധിക്കുന്നു" എന്നതിനാൽ ഈ എല്ലാ ശ്രമങ്ങളും പരാജയപ്പെടും.

31. തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന തത്വങ്ങളും അവയുടെ ന്യായീകരണവും.

എല്ലാ ശരീരങ്ങളും തന്മാത്രകളും ആറ്റങ്ങളും പ്രാഥമിക കണങ്ങളും ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, അവ ഇടങ്ങളാൽ വേർതിരിക്കപ്പെടുകയും ക്രമരഹിതമായി നീങ്ങുകയും പരസ്പരം ഇടപഴകുകയും ചെയ്യുന്നു.

ചലനാത്മകതയും ചലനാത്മകതയും ശരീരത്തിൻ്റെ ചലനത്തെ വിവരിക്കാനും ഈ ചലനത്തിന് കാരണമാകുന്ന ശക്തി നിർണ്ണയിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു മെക്കാനിക്കിന് പല ചോദ്യങ്ങൾക്കും ഉത്തരം നൽകാൻ കഴിയില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, ശരീരങ്ങൾ എന്താണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്? എന്തുകൊണ്ടാണ് പല പദാർത്ഥങ്ങളും ചൂടാക്കി ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുമ്പോൾ ദ്രാവകമാകുന്നത്? കൂടാതെ, പൊതുവേ, താപനിലയും ചൂടും എന്താണ്?

പുരാതന ഗ്രീക്ക് തത്ത്വചിന്തകനായ ഡെമോക്രിറ്റസ് 25 നൂറ്റാണ്ടുകൾക്ക് മുമ്പ് സമാനമായ ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകാൻ ശ്രമിച്ചു. ഒരു പരീക്ഷണവും നടത്താതെ, ശരീരങ്ങൾ നമുക്ക് ദൃഢമായി മാത്രമേ തോന്നുകയുള്ളൂ, എന്നാൽ വാസ്തവത്തിൽ അവ ശൂന്യതയാൽ വേർപെടുത്തിയ ചെറിയ കണങ്ങളാണെന്ന നിഗമനത്തിലെത്തി. ഈ കണങ്ങളെ തകർക്കുന്നത് അസാധ്യമാണെന്ന് കരുതി, ഡെമോക്രിറ്റസ് അവയെ ആറ്റങ്ങൾ എന്ന് വിളിച്ചു, അത് ഗ്രീക്കിൽ നിന്ന് വിവർത്തനം ചെയ്തത് അവിഭാജ്യമാണ്. ആറ്റങ്ങൾ വ്യത്യസ്‌തമാകാമെന്നും നിരന്തരമായ ചലനത്തിലാണെന്നും അദ്ദേഹം നിർദ്ദേശിച്ചു, പക്ഷേ ഞങ്ങൾ ഇത് കാണുന്നില്ല, കാരണം അവ വളരെ ചെറുതാണ്.

തന്മാത്രാ ഗതിവിഗതി സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ വികാസത്തിന് വലിയ സംഭാവന നൽകിയ എം.വി. ലോമോനോസോവ്. താപം ശരീരത്തിലെ ആറ്റങ്ങളുടെ ചലനത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നുവെന്ന് ആദ്യമായി അഭിപ്രായപ്പെട്ടത് ലോമോനോസോവ് ആണ്. കൂടാതെ, ലളിതവും സങ്കീർണ്ണവുമായ പദാർത്ഥങ്ങൾ എന്ന ആശയം അദ്ദേഹം അവതരിപ്പിച്ചു, അവയുടെ തന്മാത്രകൾ യഥാക്രമം സമാനവും വ്യത്യസ്തവുമായ ആറ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

തന്മാത്രാ ഭൗതികശാസ്ത്രം അല്ലെങ്കിൽ തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തം ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള ചില ആശയങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്

അങ്ങനെ, ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഘടനയുടെ ആറ്റോമിക് സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ എല്ലാ രാസ ഗുണങ്ങളും നിലനിർത്തുന്ന ഏറ്റവും ചെറിയ കണിക ഒരു തന്മാത്രയാണ്. ആയിരക്കണക്കിന് ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങുന്ന വലിയ തന്മാത്രകൾ പോലും വളരെ ചെറുതാണ്, അവയെ ഒരു ലൈറ്റ് മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് കാണാൻ കഴിയില്ല. നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങളും സൈദ്ധാന്തിക കണക്കുകൂട്ടലുകളും കാണിക്കുന്നത് ആറ്റങ്ങളുടെ വലുപ്പം ഏകദേശം 10 -10 മീറ്ററാണ്.ഒരു തന്മാത്രയുടെ വലുപ്പം അത് എത്ര ആറ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, അവ പരസ്പരം ആപേക്ഷികമായി എങ്ങനെ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

രാസവസ്തുക്കളുടെ ഏറ്റവും ചെറിയ കണികകളായ ആറ്റങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെയും അസ്തിത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഘടനയെയും ഗുണങ്ങളെയും കുറിച്ചുള്ള പഠനമാണ് മോളിക്യുലർ ഗതിവിഗതി സിദ്ധാന്തം.

തന്മാത്രാ ഗതിവിഗതി സിദ്ധാന്തം മൂന്ന് പ്രധാന തത്വങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്:

1. എല്ലാ പദാർത്ഥങ്ങളും - ദ്രാവകവും ഖരവും വാതകവും - ഏറ്റവും ചെറിയ കണങ്ങളിൽ നിന്നാണ് രൂപം കൊള്ളുന്നത് - തന്മാത്രകൾ, അവ സ്വയം ആറ്റങ്ങൾ ("എലിമെൻ്ററി തന്മാത്രകൾ") ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഒരു രാസവസ്തുവിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ ലളിതമോ സങ്കീർണ്ണമോ ആകാം, അതായത്. ഒന്നോ അതിലധികമോ ആറ്റങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. തന്മാത്രകളും ആറ്റങ്ങളും വൈദ്യുത ന്യൂട്രൽ കണങ്ങളാണ്. ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ, തന്മാത്രകൾക്കും ആറ്റങ്ങൾക്കും അധിക വൈദ്യുത ചാർജ് നേടാനും പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് അയോണുകളായി മാറാനും കഴിയും.

2. ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും തുടർച്ചയായ അരാജകമായ ചലനത്തിലാണ്.

3. വൈദ്യുത സ്വഭാവമുള്ള ശക്തികളാൽ കണികകൾ പരസ്പരം ഇടപഴകുന്നു. കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണ പ്രതിപ്രവർത്തനം നിസ്സാരമാണ്.

ആറ്റങ്ങളുടെയും തന്മാത്രകളുടെയും ക്രമരഹിതമായ ചലനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ ആശയങ്ങളുടെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ പരീക്ഷണാത്മക സ്ഥിരീകരണം ബ്രൗണിയൻ ചലനമാണ്. ഒരു ദ്രാവകത്തിലോ വാതകത്തിലോ സസ്പെൻഡ് ചെയ്തിരിക്കുന്ന ചെറിയ സൂക്ഷ്മകണങ്ങളുടെ താപ ചലനമാണിത്. 1827-ൽ ഇംഗ്ലീഷ് സസ്യശാസ്ത്രജ്ഞനായ ആർ.ബ്രൗൺ ആണ് ഇത് കണ്ടെത്തിയത്. തന്മാത്രകളുടെ ക്രമരഹിതമായ ആഘാതത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിലാണ് ബ്രൗൺ കണികകൾ നീങ്ങുന്നത്. തന്മാത്രകളുടെ താറുമാറായ താപ ചലനം കാരണം, ഈ ആഘാതങ്ങൾ ഒരിക്കലും പരസ്പരം സന്തുലിതമാക്കുന്നില്ല. തൽഫലമായി, ഒരു ബ്രൗൺ കണത്തിൻ്റെ വേഗത ക്രമരഹിതമായി വ്യാപ്തിയിലും ദിശയിലും മാറുന്നു, അതിൻ്റെ പാത സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു സിഗ്സാഗ് വക്രമാണ്.

ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ നിരന്തരമായ ക്രമരഹിതമായ ചലനം എളുപ്പത്തിൽ നിരീക്ഷിക്കാവുന്ന മറ്റൊരു പ്രതിഭാസത്തിലും പ്രകടമാണ് - വ്യാപനം. രണ്ടോ അതിലധികമോ സമ്പർക്ക പദാർത്ഥങ്ങൾ പരസ്പരം തുളച്ചുകയറുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് ഡിഫ്യൂഷൻ. വാതകത്തിൽ പ്രക്രിയ ഏറ്റവും വേഗത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു.

തന്മാത്രകളുടെ ക്രമരഹിതമായ ചലനത്തെ താപ ചലനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. താപനില കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് താപ ചലനത്തിൻ്റെ ഗതികോർജ്ജം വർദ്ധിക്കുന്നു.

0.012 കിലോഗ്രാം കാർബൺ 12 സിയിൽ ആറ്റങ്ങളുള്ള അതേ എണ്ണം കണികകൾ (തന്മാത്രകൾ) അടങ്ങിയ പദാർത്ഥമാണ് മോൾ. ഒരു കാർബൺ തന്മാത്രയിൽ ഒരു ആറ്റം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

32. തന്മാത്രകളുടെ പിണ്ഡം, തന്മാത്രകളുടെ ആപേക്ഷിക തന്മാത്രാ പിണ്ഡം. 33. തന്മാത്രകളുടെ മോളാർ പിണ്ഡം. 34. പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അളവ്. 35. അവോഗാഡ്രോയുടെ സ്ഥിരാങ്കം.

തന്മാത്രാ ഗതിവിഗതി സിദ്ധാന്തത്തിൽ, ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ അളവ് കണങ്ങളുടെ എണ്ണത്തിന് ആനുപാതികമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അളവിൻ്റെ യൂണിറ്റിനെ മോൾ (മോൾ) എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

0.012 കി.ഗ്രാം (12 ഗ്രാം) കാർബൺ 12 സിയിൽ ആറ്റങ്ങളുള്ള അതേ എണ്ണം കണികകൾ (തന്മാത്രകൾ) അടങ്ങിയ പദാർത്ഥമാണ് മോൾ. ഒരു കാർബൺ തന്മാത്രയിൽ ഒരു ആറ്റം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഒരു മോളിൽ അവഗാഡ്രോയുടെ സ്ഥിരാങ്കത്തിന് തുല്യമായ നിരവധി തന്മാത്രകൾ അല്ലെങ്കിൽ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

അങ്ങനെ, ഏതെങ്കിലും പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഒരു മോളിൽ ഒരേ എണ്ണം കണങ്ങൾ (തന്മാത്രകൾ) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഈ സംഖ്യയെ അവഗാഡ്രോയുടെ സ്ഥിരാങ്കം എന്ന് വിളിക്കുന്നു N A: N A = 6.02·10 23 mol –1.

തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട സ്ഥിരാങ്കങ്ങളിലൊന്നാണ് അവഗാഡ്രോയുടെ സ്ഥിരാങ്കം.

പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ അളവ് ν പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ (തന്മാത്രകൾ) സംഖ്യയുടെ അനുപാതം അവഗാഡ്രോയുടെ സ്ഥിരമായ N A യുമായുള്ള അനുപാതമായി നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു:

മോളാർ പിണ്ഡം, M എന്നത് ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ തന്നിരിക്കുന്ന സാമ്പിളിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ m ൻ്റെ അനുപാതമാണ്, അതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ n അളവിലേക്കുള്ള അനുപാതം:

ഇത് ഒരു മോളിൻ്റെ അളവിൽ എടുക്കുന്ന ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ പിണ്ഡത്തിന് സംഖ്യാപരമായി തുല്യമാണ്. SI സിസ്റ്റത്തിലെ മോളാർ പിണ്ഡം കിലോ/മോളിൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു.

അങ്ങനെ, ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ആപേക്ഷിക തന്മാത്ര അല്ലെങ്കിൽ ആറ്റോമിക പിണ്ഡം അതിൻ്റെ തന്മാത്രയുടെയും ആറ്റത്തിൻ്റെയും പിണ്ഡത്തിൻ്റെ അനുപാതം ഒരു കാർബൺ ആറ്റത്തിൻ്റെ 1/12 പിണ്ഡമാണ്.

36. ബ്രൗണിയൻ ചലനം.

പല പ്രകൃതി പ്രതിഭാസങ്ങളും സൂക്ഷ്മകണങ്ങൾ, തന്മാത്രകൾ, ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ആറ്റങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ക്രമരഹിതമായ ചലനത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന താപനില, ഈ ചലനം കൂടുതൽ തീവ്രമാണ്. അതിനാൽ, ശരീരത്തിൻ്റെ താപം അതിൻ്റെ ഘടക തന്മാത്രകളുടെയും ആറ്റങ്ങളുടെയും ക്രമരഹിതമായ ചലനത്തിൻ്റെ പ്രതിഫലനമാണ്.

ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ എല്ലാ ആറ്റങ്ങളും തന്മാത്രകളും സ്ഥിരമാണെന്നും ക്രമരഹിതമായ ചലനം വ്യാപിക്കാമെന്നും തെളിയിക്കുന്നു - ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ കണികകൾ മറ്റൊന്നിലേക്ക് കടന്നുകയറുന്നത്.

അങ്ങനെ, വായു ചലനത്തിൻ്റെ അഭാവത്തിൽ പോലും മണം വേഗത്തിൽ മുറിയിലുടനീളം വ്യാപിക്കുന്നു. ഒരു തുള്ളി മഷി പെട്ടെന്ന് മുഴുവൻ ഗ്ലാസ് വെള്ളത്തെയും ഒരേപോലെ കറുത്തതായി മാറ്റുന്നു.

ഖരപദാർഥങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് അമർത്തി ദീർഘനേരം വെച്ചാൽ അവയിലും ഡിഫ്യൂഷൻ കണ്ടെത്താനാകും. ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സൂക്ഷ്മകണങ്ങൾക്ക് എല്ലാ ദിശകളിലേക്കും സ്വയമേവ ചലനം നടത്താൻ കഴിവുണ്ടെന്ന് ഡിഫ്യൂഷൻ പ്രതിഭാസം തെളിയിക്കുന്നു. ഒരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ സൂക്ഷ്മകണങ്ങളുടെയും അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെയും ആറ്റങ്ങളുടെയും ഈ ചലനത്തെ താപ ചലനം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ബ്രൗണിയൻ ചലനം - പാരിസ്ഥിതിക തന്മാത്രകളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ സംഭവിക്കുന്ന ഒരു ദ്രാവകത്തിലോ വാതകത്തിലോ സസ്പെൻഡ് ചെയ്തിരിക്കുന്ന ചെറിയ കണങ്ങളുടെ ക്രമരഹിതമായ ചലനം; 1827-ൽ ആർ. ബ്രൗൺ കണ്ടെത്തി

ബ്രൗണിയൻ ചലനം ഒരിക്കലും നിലയ്ക്കില്ലെന്ന് നിരീക്ഷണങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. ഒരു തുള്ളി വെള്ളത്തിൽ (നിങ്ങൾ അത് ഉണങ്ങാൻ അനുവദിക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ), ധാന്യങ്ങളുടെ ചലനം പല ദിവസങ്ങളിലും മാസങ്ങളിലും വർഷങ്ങളിലും നിരീക്ഷിക്കാവുന്നതാണ്. വേനലിലും ശൈത്യകാലത്തും പകലും രാത്രിയുമില്ല.

ഖരധാന്യങ്ങൾ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ തുടർച്ചയായ, അവസാനിക്കാത്ത ചലനത്തിലാണ് ബ്രൗണിയൻ ചലനത്തിൻ്റെ കാരണം. തീർച്ചയായും, ഈ ധാന്യങ്ങൾ തന്മാത്രകളേക്കാൾ പലമടങ്ങ് വലുതാണ്, മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ ധാന്യങ്ങളുടെ ചലനം കാണുമ്പോൾ, തന്മാത്രകളുടെ ചലനം സ്വയം കാണുന്നുവെന്ന് നാം കരുതരുത്. ഒരു സാധാരണ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് തന്മാത്രകളെ കാണാൻ കഴിയില്ല, പക്ഷേ അവ ഉണ്ടാക്കുന്ന ആഘാതങ്ങൾ, ഖര ശരീരത്തിലെ ധാന്യങ്ങൾ തള്ളുകയും അവയെ ചലിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ നമുക്ക് അവയുടെ നിലനിൽപ്പും ചലനവും നിർണ്ണയിക്കാനാകും.

ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിന് ബ്രൗണിയൻ ചലനത്തിൻ്റെ കണ്ടെത്തൽ വളരെ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നതായിരുന്നു. ശരീരങ്ങൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ വ്യക്തിഗത കണികകൾ - തന്മാത്രകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നുവെന്നും തന്മാത്രകൾ തുടർച്ചയായ ക്രമരഹിതമായ ചലനത്തിലാണെന്നും ഇത് കാണിച്ചു.

പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിൻ്റെ അവസാന പാദത്തിൽ മാത്രമാണ് ബ്രൗണിയൻ ചലനത്തെക്കുറിച്ച് ഒരു വിശദീകരണം നൽകിയത്, താപ ചലനത്തിന് വിധേയമാകുന്ന മാധ്യമത്തിൻ്റെ (ദ്രാവകമോ വാതകമോ) തന്മാത്രകളുടെ ക്രമരഹിതമായ ആഘാതമാണ് ബ്രൗൺ കണത്തിൻ്റെ ചലനത്തിന് കാരണമെന്ന് പല ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കും വ്യക്തമായപ്പോൾ. ശരാശരി, മീഡിയം തന്മാത്രകൾ എല്ലാ ദിശകളിൽ നിന്നും ഒരു ബ്രൗൺ കണികയെ തുല്യ ശക്തിയോടെ സ്വാധീനിക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും, ഈ ആഘാതങ്ങൾ ഒരിക്കലും പരസ്പരം കൃത്യമായി റദ്ദാക്കില്ല, തൽഫലമായി, ബ്രൗൺ കണത്തിൻ്റെ വേഗത ക്രമരഹിതമായി വ്യാപ്തിയിലും ദിശയിലും വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. അതിനാൽ, ബ്രൗണിൻ കണിക ഒരു സിഗ്സാഗ് പാതയിലൂടെ നീങ്ങുന്നു. മാത്രമല്ല, ഒരു ബ്രൗൺ കണത്തിൻ്റെ വലിപ്പവും പിണ്ഡവും ചെറുതാകുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ ചലനം കൂടുതൽ ശ്രദ്ധേയമാകും.

അങ്ങനെ, ബ്രൗണിയൻ ചലനത്തിൻ്റെ വിശകലനം ദ്രവ്യത്തിൻ്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള ആധുനിക തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിത്തറയിട്ടു.

37. തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ശക്തികൾ. 38. വാതക പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഘടന. 39. ദ്രാവക പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഘടന. 40. ഖരവസ്തുക്കളുടെ ഘടന.

തന്മാത്രകളും അവയ്ക്കിടയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശക്തികളും തമ്മിലുള്ള ദൂരം വാതക, ദ്രാവക, ഖര വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങളെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ഒരു പാത്രത്തിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് ദ്രാവകം പകരാൻ കഴിയുമെന്ന വസ്തുത ഞങ്ങൾ പരിചിതമാണ്, കൂടാതെ വാതകം അത് നൽകിയ മുഴുവൻ വോള്യവും വേഗത്തിൽ നിറയ്ക്കുന്നു. നദീതടത്തിലൂടെ മാത്രമേ വെള്ളത്തിന് ഒഴുകാൻ കഴിയൂ, അതിന് മുകളിലുള്ള വായുവിന് അതിരുകളില്ല.

എല്ലാ തന്മാത്രകൾക്കും ഇടയിൽ ഇൻ്റർമോളിക്യുലർ ആകർഷകമായ ശക്തികളുണ്ട്, തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം അകന്നുപോകുമ്പോൾ അതിൻ്റെ വ്യാപ്തി വളരെ വേഗത്തിൽ കുറയുന്നു, അതിനാൽ നിരവധി തന്മാത്രാ വ്യാസങ്ങൾക്ക് തുല്യമായ അകലത്തിൽ അവ പരസ്പരം ഇടപഴകുന്നില്ല.

അങ്ങനെ, പരസ്പരം ഏതാണ്ട് അടുത്തായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ദ്രാവക തന്മാത്രകൾക്കിടയിൽ, ആകർഷകമായ ശക്തികൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഈ തന്മാത്രകൾ വ്യത്യസ്ത ദിശകളിലേക്ക് ചിതറുന്നത് തടയുന്നു. നേരെമറിച്ച്, വാതക തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള അപ്രധാനമായ ആകർഷണ ശക്തികൾക്ക് അവയെ ഒരുമിച്ച് പിടിക്കാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ വാതകങ്ങൾക്ക് വികസിക്കുകയും അവയ്ക്ക് നൽകിയിട്ടുള്ള മുഴുവൻ അളവും നിറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ഒരു ലളിതമായ പരീക്ഷണം നടത്തി ഇൻ്റർമോളിക്യുലാർ ആകർഷക ശക്തികളുടെ അസ്തിത്വം പരിശോധിക്കാൻ കഴിയും - രണ്ട് ലീഡ് ബാറുകൾ പരസ്പരം അമർത്തി. കോൺടാക്റ്റ് പ്രതലങ്ങൾ വേണ്ടത്ര മിനുസമാർന്നതാണെങ്കിൽ, ബാറുകൾ ഒരുമിച്ച് പറ്റിനിൽക്കുകയും വേർപെടുത്താൻ പ്രയാസപ്പെടുകയും ചെയ്യും.

എന്നിരുന്നാലും, വാതക, ദ്രാവക, ഖര പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള എല്ലാ വ്യത്യാസങ്ങളും ഇൻ്റർമോളിക്യുലാർ ആകർഷകമായ ശക്തികൾക്ക് മാത്രം വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയില്ല. എന്തുകൊണ്ടാണ്, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെയോ ഖരാവസ്ഥയുടെയോ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, പക്ഷേ ഒരു ബലൂൺ കംപ്രസ് ചെയ്യുന്നത് താരതമ്യേന എളുപ്പമാണ്? തന്മാത്രകൾക്കിടയിൽ ആകർഷകമായ ശക്തികൾ മാത്രമല്ല, അയൽ തന്മാത്രകളുടെ ആറ്റങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോൺ ഷെല്ലുകൾ ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുമ്പോൾ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇൻ്റർമോളിക്യുലർ റിപ്പൾസീവ് ശക്തികളും ഉണ്ട് എന്ന വസ്തുത ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു. ഈ വികർഷണ ശക്തികളാണ് ഒരു തന്മാത്രയെ മറ്റൊരു തന്മാത്ര ഇതിനകം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു വോള്യത്തിലേക്ക് തുളച്ചുകയറുന്നത് തടയുന്നത്.

ഒരു ദ്രാവകമോ ഖരരൂപത്തിലുള്ളതോ ആയ ശരീരത്തിൽ ബാഹ്യശക്തികളൊന്നും പ്രവർത്തിക്കാത്തപ്പോൾ, അവയുടെ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള അകലം, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ആകർഷണബലങ്ങളും വികർഷണശക്തികളും പൂജ്യമായിരിക്കും. നിങ്ങൾ ഒരു ശരീരത്തിൻ്റെ അളവ് കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുകയാണെങ്കിൽ, തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം കുറയുന്നു, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വർദ്ധിച്ച വികർഷണ ശക്തികൾ കംപ്രസ് ചെയ്ത ശരീരത്തിൻ്റെ വശത്ത് നിന്ന് പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. നേരെമറിച്ച്, ഒരു ശരീരം വലിച്ചുനീട്ടുമ്പോൾ, ഉയർന്നുവരുന്ന ഇലാസ്റ്റിക് ശക്തികൾ ആകർഷണശക്തികളുടെ ആപേക്ഷിക വർദ്ധനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കാരണം തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം അകന്നുപോകുമ്പോൾ, വികർഷണ ശക്തികൾ ആകർഷകമായ ശക്തികളേക്കാൾ വളരെ വേഗത്തിൽ വീഴുന്നു.

വാതക തന്മാത്രകൾ അവയുടെ വലുപ്പത്തേക്കാൾ പതിനായിരക്കണക്കിന് മടങ്ങ് അകലത്തിലാണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്, അതിൻ്റെ ഫലമായി ഈ തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം ഇടപഴകുന്നില്ല, അതിനാൽ വാതകങ്ങൾ ദ്രാവകങ്ങളേക്കാളും ഖരവസ്തുക്കളേക്കാളും വളരെ എളുപ്പത്തിൽ കംപ്രസ്സുചെയ്യുന്നു. വാതകങ്ങൾക്ക് ഒരു പ്രത്യേക ഘടനയും ഇല്ല, അവ ചലിക്കുന്നതും കൂട്ടിയിടിക്കുന്നതുമായ തന്മാത്രകളുടെ ഒരു ശേഖരമാണ്.

പരസ്പരം ഏതാണ്ട് അടുത്തടുത്തുള്ള തന്മാത്രകളുടെ ശേഖരമാണ് ദ്രാവകം. താപ ചലനം ഒരു ദ്രാവക തന്മാത്രയെ അതിൻ്റെ അയൽക്കാരെ കാലാകാലങ്ങളിൽ മാറ്റാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഒരിടത്ത് നിന്ന് മറ്റൊരിടത്തേക്ക് ചാടുന്നു. ഇത് ദ്രാവകങ്ങളുടെ ദ്രവ്യത വിശദീകരിക്കുന്നു.

ഖരവസ്തുക്കളുടെ ആറ്റങ്ങൾക്കും തന്മാത്രകൾക്കും അയൽക്കാരെ മാറ്റാനുള്ള കഴിവ് നഷ്ടപ്പെടുന്നു, അവയുടെ താപ ചലനം അയൽ ആറ്റങ്ങളുടെയോ തന്മാത്രകളുടെയോ സ്ഥാനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ചെറിയ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ മാത്രമാണ്. ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം ഒരു സോളിഡ് ഒരു ക്രിസ്റ്റലായി മാറുന്നതിനും അതിലെ ആറ്റങ്ങൾ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിൻ്റെ സൈറ്റുകളിൽ സ്ഥാനം പിടിക്കുന്നതിനും ഇടയാക്കും. ഖരശരീരങ്ങളുടെ തന്മാത്രകൾ അയൽവാസികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ചലിക്കാത്തതിനാൽ, ഈ ശരീരങ്ങൾ അവയുടെ ആകൃതി നിലനിർത്തുന്നു.

41. തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൽ അനുയോജ്യമായ വാതകം.

തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം അവഗണിക്കപ്പെടുന്ന അപൂർവ വാതകത്തിൻ്റെ മാതൃകയാണ് അനുയോജ്യമായ വാതകം. തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തന ശക്തികൾ വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്. വളരെ ചെറിയ ദൂരത്തിൽ, തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം അടുത്ത് വരുമ്പോൾ, വലിയ വികർഷണ ശക്തികൾ അവയ്ക്കിടയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള വലിയ അല്ലെങ്കിൽ ഇൻ്റർമീഡിയറ്റ് അകലത്തിൽ, താരതമ്യേന ദുർബലമായ ആകർഷകമായ ശക്തികൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം ശരാശരി വലുതാണെങ്കിൽ, ഇത് വളരെ അപൂർവമായ വാതകത്തിൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നുവെങ്കിൽ, തന്മാത്രകൾ അടുത്ത് പറക്കുമ്പോൾ താരതമ്യേന അപൂർവമായ കൂട്ടിയിടികളുടെ രൂപത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം പ്രകടമാകുന്നു. ഒരു അനുയോജ്യമായ വാതകത്തിൽ, തന്മാത്രകളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം പൂർണ്ണമായും അവഗണിക്കപ്പെടുന്നു.

42. തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിലെ വാതക സമ്മർദ്ദം.

തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം അവഗണിക്കപ്പെടുന്ന അപൂർവ വാതകത്തിൻ്റെ മാതൃകയാണ് അനുയോജ്യമായ വാതകം.

ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദം തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രതയുടെയും അവയുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെയും ഉൽപന്നത്തിന് ആനുപാതികമാണ്.

എല്ലാ വശങ്ങളിലും വാതകം നമ്മെ വലയം ചെയ്യുന്നു. ഭൂമിയിലെവിടെയും, വെള്ളത്തിനടിയിൽ പോലും, അന്തരീക്ഷത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം ഞങ്ങൾ വഹിക്കുന്നു, അവയുടെ താഴത്തെ പാളികൾ മുകളിലെ ഭാഗങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഗുരുത്വാകർഷണത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ കംപ്രസ് ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, അന്തരീക്ഷമർദ്ദം അളക്കുന്നതിലൂടെ നമുക്ക് മുകളിൽ എന്താണ് സംഭവിക്കുന്നതെന്ന് വിലയിരുത്താനും കാലാവസ്ഥ പ്രവചിക്കാനും കഴിയും.

43. ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ സ്ക്വയർ വേഗതയുടെ ശരാശരി മൂല്യം.

44. വാതകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന സമവാക്യത്തിൻ്റെ വ്യുൽപ്പന്നം. 45. വാതക തന്മാത്രകളുടെ മർദ്ദവും ശരാശരി ഗതികോർജ്ജവും സംബന്ധിച്ച ഒരു ഫോർമുലയുടെ ഡെറിവേഷൻ.

ഈ പ്രതലത്തിന് ലംബമായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന എഫ് ബലത്തിൻ്റെ അനുപാതം, നൽകിയിരിക്കുന്ന പ്രദേശത്തിൻ്റെ S ഏരിയയിലേക്കുള്ള അനുപാതമാണ് നൽകിയിരിക്കുന്ന ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണത്തിലുള്ള മർദ്ദം.

മർദ്ദത്തിൻ്റെ SI യൂണിറ്റ് പാസ്കൽ (Pa) ആണ്. 1 Pa = 1 N/m2.

m0 പിണ്ഡമുള്ള ഒരു തന്മാത്ര അത് തിരിച്ചുവരുന്ന പ്രതലത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന F ബലം നമുക്ക് കണ്ടെത്താം. ഒരു ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുമ്പോൾ, ഒരു കാലയളവ് Dt നീണ്ടുനിൽക്കും, ഈ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ലംബമായി തന്മാത്രയുടെ വേഗതയുടെ ഘടകം, vy, വിപരീതമായി മാറുന്നു (-vy). അതിനാൽ, ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുമ്പോൾ, തന്മാത്ര 2m0vy ആക്കം നേടുന്നു, അതിനാൽ, ന്യൂട്ടൻ്റെ മൂന്നാം നിയമം അനുസരിച്ച്, 2m0vy = FDt, അതിൽ നിന്ന്:

ഫോർമുല (22.2) Dt ഇടവേളയിൽ പാത്രത്തിൻ്റെ ചുമരിൽ ഒരു വാതക തന്മാത്ര അമർത്തുന്ന ശക്തി കണക്കാക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു. വാതക മർദ്ദത്തിൻ്റെ ശരാശരി ശക്തി നിർണ്ണയിക്കാൻ, ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു സെക്കൻഡിൽ, S ഏരിയയുടെ ഒരു ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് സെക്കൻഡിൽ എത്ര തന്മാത്രകൾ പ്രതിഫലിക്കുമെന്ന് കണ്ടെത്തേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ശരാശരി വേഗത vy അറിയേണ്ടതും ആവശ്യമാണ്. തന്നിരിക്കുന്ന ഉപരിതലത്തിൻ്റെ ദിശയിൽ ചലിക്കുന്ന തന്മാത്രകളുടെ.

വാതകത്തിൻ്റെ ഒരു യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിന് n തന്മാത്രകൾ ഉണ്ടാകട്ടെ. എല്ലാ വാതക തന്മാത്രകളും ഒരേ വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നുവെന്ന് കരുതി നമ്മുടെ ചുമതല ലളിതമാക്കാം, v. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, എല്ലാ തന്മാത്രകളുടെയും 1/3 ഓക്സ് അച്ചുതണ്ടിലൂടെയും അതേ തുക Oy, Oz അച്ചുതണ്ടിലൂടെയും നീങ്ങുന്നു (ചിത്രം 22c കാണുക). Oy അക്ഷത്തിൽ ചലിക്കുന്ന തന്മാത്രകളുടെ പകുതി മതിൽ C ലേക്ക് നീങ്ങട്ടെ, ബാക്കിയുള്ളവ - വിപരീത ദിശയിലേക്ക്. അപ്പോൾ, വ്യക്തമായും, മതിൽ C ലേക്ക് കുതിക്കുന്ന യൂണിറ്റ് വോള്യത്തിലെ തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം n/6 ആയിരിക്കും.

ഒരു സെക്കൻഡിൽ S (ചിത്രം 22c-ൽ ഷേഡുള്ള) ഒരു ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണത്തിൽ പതിക്കുന്ന തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം നമുക്ക് ഇപ്പോൾ കണ്ടെത്താം. വ്യക്തമായും, 1 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ അതിലേക്ക് നീങ്ങുന്ന തന്മാത്രകൾക്ക് ഭിത്തിയിൽ എത്താൻ സമയമുണ്ടാകും. അതിനാൽ, ചിത്രത്തിൽ എടുത്തുകാണിച്ചിരിക്കുന്ന ചതുരാകൃതിയിലുള്ള സമാന്തരപൈപ്പിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന എല്ലാ തന്മാത്രകളുടെയും 1/6 ഉപരിതലത്തിൻ്റെ ഈ ഭാഗത്ത് അടിക്കും. 22c, ഇതിൻ്റെ നീളം v ആണ്, അവസാന മുഖങ്ങളുടെ വിസ്തീർണ്ണം S ആണ്. ഈ സമാന്തരപൈപ്പിൻ്റെ വോളിയം Sv ആയതിനാൽ, മതിൽ ഉപരിതലത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗത്ത് 1 സെക്കൻഡിൽ തട്ടുന്ന ആകെ N തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം ഇതിന് തുല്യമായിരിക്കും. :

(22.2), (22.3) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്, 1 സെക്കൻഡിനുള്ളിൽ, S ഏരിയയുടെ മതിൽ ഉപരിതലത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം വാതക തന്മാത്രകളിലേക്ക് പകരുന്ന പ്രേരണ നമുക്ക് കണക്കാക്കാം. ഈ പ്രേരണ വാതക സമ്മർദ്ദ ശക്തിക്ക് സംഖ്യാപരമായി തുല്യമായിരിക്കും, F:

എവിടെ നിന്ന്, (22.1) ഉപയോഗിച്ച്, വാതക മർദ്ദവും അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ വിവർത്തന ചലനത്തിൻ്റെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജവും സംബന്ധിച്ച ഇനിപ്പറയുന്ന പദപ്രയോഗം നമുക്ക് ലഭിക്കും:

അനുയോജ്യമായ വാതക തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജമാണ് E CP. സൂത്രവാക്യം (22.4) വാതകങ്ങളുടെ തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന സമവാക്യം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

46. ​​താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ. 47. താപനില. താപനില മാറ്റം. 48. താപനില അളക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ.

ശരീരങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ അവയുടെ താപനില ഒരേ നിലയിലായിരിക്കുമ്പോൾ മാത്രമേ സാധ്യമാകൂ.

നമ്മുടെ കൈകൊണ്ട് ഏതെങ്കിലും വസ്തുവിൽ സ്പർശിച്ചാൽ, അത് ചൂടാണോ തണുപ്പാണോ എന്ന് നമുക്ക് എളുപ്പത്തിൽ നിർണ്ണയിക്കാനാകും. ഒരു വസ്തുവിൻ്റെ ഊഷ്മാവ് കൈയിലെ താപനിലയേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ, വസ്തു തണുത്തതായി കാണപ്പെടുന്നു, മറിച്ച്, അത് ചൂടുള്ളതായി തോന്നുന്നു. നിങ്ങളുടെ മുഷ്ടിയിൽ ഒരു തണുത്ത നാണയം പിടിക്കുകയാണെങ്കിൽ, കൈയുടെ ചൂട് നാണയത്തെ ചൂടാക്കാൻ തുടങ്ങും, കുറച്ച് സമയത്തിന് ശേഷം അതിൻ്റെ താപനില കൈയുടെ താപനിലയ്ക്ക് തുല്യമാകും, അല്ലെങ്കിൽ, അവർ പറയുന്നതുപോലെ, താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ സംഭവിക്കും. അതിനാൽ, ഒരേ താപനിലയുള്ള രണ്ടോ അതിലധികമോ ശരീരങ്ങളുടെ ഒരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയെ താപനില വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു.

വാതകത്തിൻ്റെ അളവും മർദ്ദവും സഹിതം താപനിലയും മാക്രോസ്കോപ്പിക് പാരാമീറ്ററുകളാണ്. താപനില അളക്കാൻ തെർമോമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവയിൽ ചിലത് ചൂടാക്കുമ്പോൾ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ അളവിൽ മാറ്റങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തുന്നു, മറ്റുള്ളവ വൈദ്യുത പ്രതിരോധത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾ രേഖപ്പെടുത്തുന്നു. ഏറ്റവും സാധാരണമായത് സെൽഷ്യസ് താപനില സ്കെയിൽ ആണ്, സ്വീഡിഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ എ. സെൽഷ്യസിൻ്റെ പേരിലാണ് ഇത് അറിയപ്പെടുന്നത്. ഒരു ലിക്വിഡ് തെർമോമീറ്ററിനുള്ള സെൽഷ്യസ് താപനില സ്കെയിൽ ലഭിക്കുന്നതിന്, അത് ആദ്യം ഉരുകുന്ന ഐസിൽ മുക്കി നിരയുടെ അവസാനത്തിൻ്റെ സ്ഥാനം രേഖപ്പെടുത്തുന്നു, തുടർന്ന് തിളച്ച വെള്ളത്തിൽ. നിരയുടെ ഈ രണ്ട് സ്ഥാനങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഭാഗം 100 തുല്യ ഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, ഐസ് ഉരുകുന്നതിൻ്റെ താപനില പൂജ്യം ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസുമായി (o C), തിളച്ച വെള്ളത്തിൻ്റെ താപനില 100 o C ആണെന്ന് അനുമാനിക്കുന്നു.

49. താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ വാതക തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം.

തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാന സമവാക്യം (22.4) വാതക സമ്മർദ്ദം, തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത, അവയുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം, ചട്ടം പോലെ, അജ്ഞാതമാണ്, എന്നിരുന്നാലും പല പരീക്ഷണങ്ങളുടെയും ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് തന്മാത്രകളുടെ വേഗത വർദ്ധിക്കുന്നു എന്നാണ് (ഉദാഹരണത്തിന്, §20 ലെ ബ്രൗൺ ചലനം കാണുക). 1787-ൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ. ചാൾസ് കണ്ടെത്തിയ നിയമത്തിൽ നിന്ന് വാതക തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം അതിൻ്റെ താപനിലയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കും.

50. താപ സന്തുലിതാവസ്ഥയിലുള്ള വാതകങ്ങൾ (പരീക്ഷണത്തെ വിവരിക്കുക).

51. കേവല താപനില. 52. കേവല താപനില സ്കെയിൽ. 53. തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവുകോലാണ് താപനില.

1787-ൽ ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ. ചാൾസ് കണ്ടെത്തിയ നിയമത്തിൽ നിന്ന് വാതക തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം അതിൻ്റെ താപനിലയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കും.

ചാൾസിൻ്റെ നിയമമനുസരിച്ച്, നൽകിയിരിക്കുന്ന വാതക പിണ്ഡത്തിൻ്റെ അളവ് മാറുന്നില്ലെങ്കിൽ, അതിൻ്റെ മർദ്ദം t താപനിലയെ രേഖീയമായി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു:

ഇവിടെ t എന്നത് o C യിൽ അളക്കുന്ന വാതക താപനിലയാണ്, p 0 എന്നത് 0 o C താപനിലയിലുള്ള വാതക സമ്മർദ്ദമാണ് (ചിത്രം 23b കാണുക). അങ്ങനെ, ചാൾസിൻ്റെ നിയമത്തിൽ നിന്ന്, സ്ഥിരമായ വോളിയം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദം തുകയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണ് (t + 273 o C). മറുവശത്ത്, അത് (22.4) മുതൽ പിന്തുടരുന്നു, തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത സ്ഥിരമാണെങ്കിൽ, അതായത്. വാതകം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന അളവ് മാറില്ല, അപ്പോൾ വാതക സമ്മർദ്ദം തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജത്തിന് ആനുപാതികമായിരിക്കണം. ഇതിനർത്ഥം ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം, വാതക തന്മാത്രകളുടെ E SR, മൂല്യത്തിന് ആനുപാതികമാണ് (t + 273 o C):

ഇവിടെ b ഒരു സ്ഥിരമായ ഗുണകമാണ്, അതിൻ്റെ മൂല്യം ഞങ്ങൾ പിന്നീട് നിർണ്ണയിക്കും. (23.2) മുതൽ, തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം -273 o C-ൽ പൂജ്യത്തിന് തുല്യമാകും. ഇതിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഡബ്ല്യു. കെൽവിൻ 1848-ൽ ഒരു കേവല താപനില സ്കെയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ നിർദ്ദേശിച്ചു. -273 o C വരെ, ഓരോ ഡിഗ്രി താപനിലയും സെൽഷ്യസ് സ്കെയിലിൽ ഒരു ഡിഗ്രിക്ക് തുല്യമായിരിക്കും. അതിനാൽ, സമ്പൂർണ്ണ താപനില, ടി, താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ടി, സെൽഷ്യസിൽ അളക്കുന്നു, ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ:

കേവല താപനിലയുടെ SI യൂണിറ്റ് കെൽവിൻ (K) ആണ്.

(23.3) കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, സമവാക്യം (23.2) രൂപാന്തരപ്പെടുന്നു:

(22.4) എന്നതിലേക്ക് പകരമായി, നമുക്ക് ഇനിപ്പറയുന്നവ ലഭിക്കും:

(23.5) എന്നതിലെ ഭിന്നസംഖ്യ ഒഴിവാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ 2b/3 നെ k ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു, കൂടാതെ (23.4), (23.5) എന്നിവയ്‌ക്ക് പകരം നമുക്ക് രണ്ട് വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട സമവാക്യങ്ങൾ ലഭിക്കും:

ഇവിടെ k എന്നത് ബോൾട്ട്‌സ്‌മാൻ്റെ സ്ഥിരാങ്കമാണ്, എൽ. ബോൾട്ട്‌സ്‌മാൻ്റെ പേരിലാണ്. k=1.38.10 -23 J/K എന്ന് പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. അങ്ങനെ, ഒരു വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദവും അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജവും അതിൻ്റെ കേവല താപനിലയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണ്.

54. അതിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെയും താപനിലയുടെയും സാന്ദ്രതയിൽ വാതക സമ്മർദ്ദത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം.

മിക്ക കേസുകളിലും, ഒരു വാതകം ഒരു അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ എല്ലാ പാരാമീറ്ററുകളും മാറുന്നു - താപനില, വോളിയം, മർദ്ദം. ഒരു ആന്തരിക ജ്വലന എഞ്ചിൻ സിലിണ്ടറിൽ പിസ്റ്റണിന് കീഴിൽ വാതകം കംപ്രസ് ചെയ്യുമ്പോൾ ഇത് സംഭവിക്കുന്നു, ഇത് വാതകത്തിൻ്റെ താപനിലയും മർദ്ദവും വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും അതിൻ്റെ അളവ് കുറയുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ, ഗ്യാസ് പാരാമീറ്ററുകളിലൊന്നിലെ മാറ്റങ്ങൾ താരതമ്യേന ചെറുതാണ് അല്ലെങ്കിൽ ഇല്ല. താപനില, മർദ്ദം അല്ലെങ്കിൽ വോളിയം എന്നിങ്ങനെ മൂന്ന് പാരാമീറ്ററുകളിൽ ഒന്ന് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്ന അത്തരം പ്രക്രിയകളെ ഐസോപ്രോസസുകൾ എന്നും അവയെ വിവരിക്കുന്ന നിയമങ്ങളെ വാതക നിയമങ്ങൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു.

55. വാതക തന്മാത്രകളുടെ വേഗത അളക്കുന്നു. 56. കഠിനമായ പരീക്ഷണം.

ഒന്നാമതായി, തന്മാത്രകളുടെ വേഗത എന്താണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത് എന്ന് നമുക്ക് വ്യക്തമാക്കാം. ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള കൂട്ടിയിടികൾ കാരണം, ഓരോ തന്മാത്രയുടെയും വേഗത എല്ലായ്‌പ്പോഴും മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നത് നമുക്ക് ഓർക്കാം: തന്മാത്ര ചിലപ്പോൾ വേഗത്തിലും ചിലപ്പോൾ സാവധാനത്തിലും നീങ്ങുന്നു, കുറച്ച് സമയത്തേക്ക് (ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു സെക്കൻഡ്) തന്മാത്രയുടെ വേഗത വ്യത്യസ്ത മൂല്യങ്ങൾ കൈക്കൊള്ളുന്നു. . മറുവശത്ത്, പരിഗണിക്കപ്പെടുന്ന വാതകത്തിൻ്റെ അളവ് നിർമ്മിക്കുന്ന ഭീമാകാരമായ തന്മാത്രകളിൽ ഏത് നിമിഷവും, വളരെ വ്യത്യസ്തമായ വേഗതകളുള്ള തന്മാത്രകളുണ്ട്. വ്യക്തമായും, വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയെ ചിത്രീകരിക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ചില ശരാശരി വേഗതയെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കണം. ഇത് മതിയായ കാലയളവിലെ ഒരു തന്മാത്രയുടെ വേഗതയുടെ ശരാശരി മൂല്യമാണെന്ന് നമുക്ക് അനുമാനിക്കാം അല്ലെങ്കിൽ ഒരു നിശ്ചിത സമയത്ത് ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ എല്ലാ വാതക തന്മാത്രകളുടെയും വേഗതയുടെ ശരാശരി മൂല്യമാണിത്.

തന്മാത്രകളുടെ ചലന വേഗത നിർണ്ണയിക്കാൻ വിവിധ മാർഗങ്ങളുണ്ട്. 1920-ൽ സ്റ്റേൺ പരീക്ഷണത്തിൽ നടപ്പിലാക്കിയ രീതിയാണ് ഏറ്റവും ലളിതമായ ഒന്ന്.

അരി. 390. ഗ്ലാസ് എയുടെ കീഴിലുള്ള സ്ഥലം ഹൈഡ്രജൻ കൊണ്ട് നിറയുമ്പോൾ; പിന്നീട് കുമിളകൾ ഫണലിൻ്റെ അറ്റത്ത് നിന്ന് പുറത്തുവരുന്നു, സുഷിരമുള്ള പാത്രം ബി അടച്ചിരിക്കുന്നു

അത് മനസ്സിലാക്കാൻ, ഇനിപ്പറയുന്ന സാമ്യം പരിഗണിക്കുക. ചലിക്കുന്ന ഒരു ലക്ഷ്യത്തിൽ വെടിയുതിർക്കുമ്പോൾ, അത് അടിക്കുന്നതിന്, നിങ്ങൾ ലക്ഷ്യത്തിന് മുന്നിൽ ഒരു പോയിൻ്റ് ലക്ഷ്യമിടണം. നിങ്ങൾ ഒരു ലക്ഷ്യത്തിലേക്ക് ലക്ഷ്യമിടുകയാണെങ്കിൽ, ബുള്ളറ്റുകൾ ലക്ഷ്യത്തിന് പിന്നിൽ പതിക്കും. ടാർഗെറ്റിൽ നിന്നുള്ള ഇംപാക്റ്റ് സൈറ്റിൻ്റെ ഈ വ്യതിയാനം, ടാർഗെറ്റ് വേഗത്തിൽ നീങ്ങുകയും ബുള്ളറ്റുകളുടെ വേഗത കുറയുകയും ചെയ്യും.

ഓട്ടോ സ്റ്റെർണിൻ്റെ (1888-1969) പരീക്ഷണം വാതക തന്മാത്രകളുടെ വേഗത വിതരണത്തിൻ്റെ പരീക്ഷണാത്മക സ്ഥിരീകരണത്തിനും ദൃശ്യവൽക്കരണത്തിനുമായി നീക്കിവച്ചിരുന്നു. ഒരു പരീക്ഷണാത്മക സജ്ജീകരണത്തിൽ ഈ വിതരണത്തിൻ്റെ ഒരു ഗ്രാഫ് അക്ഷരാർത്ഥത്തിൽ "വരയ്ക്കാൻ" സാധ്യമാക്കിയ മറ്റൊരു മനോഹരമായ പരീക്ഷണമാണിത്. സ്റ്റേണിൻ്റെ ഇൻസ്റ്റാളേഷനിൽ രണ്ട് ഭ്രമണം ചെയ്യുന്ന പൊള്ളയായ സിലിണ്ടറുകൾ ഒത്തുചേരുന്ന അക്ഷങ്ങളുള്ളതായിരുന്നു (വലതുവശത്തുള്ള ചിത്രം കാണുക; വലിയ സിലിണ്ടർ പൂർണ്ണമായും വരച്ചിട്ടില്ല). അകത്തെ സിലിണ്ടറിൽ, ഒരു വെള്ളി ത്രെഡ് 1 അതിൻ്റെ അച്ചുതണ്ടിൽ നേരിട്ട് നീട്ടി, അതിലൂടെ ഒരു കറൻ്റ് കടന്നുപോയി, ഇത് ചൂടാക്കാനും ഭാഗിക ഉരുകാനും അതിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വെള്ളി ആറ്റങ്ങളുടെ ബാഷ്പീകരണത്തിനും കാരണമായി. തൽഫലമായി, തുടക്കത്തിൽ ഒരു വാക്വം അടങ്ങിയ ആന്തരിക സിലിണ്ടർ ക്രമേണ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള വാതക വെള്ളി കൊണ്ട് നിറഞ്ഞു. അകത്തെ സിലിണ്ടറിൽ, ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഒരു നേർത്ത സ്ലിറ്റ് 2 ഉണ്ടാക്കി, അതിനാൽ വെള്ളി ആറ്റങ്ങളിൽ ഭൂരിഭാഗവും സിലിണ്ടറിൽ എത്തി, അതിൽ സ്ഥിരതാമസമാക്കി. ആറ്റങ്ങളുടെ ഒരു ചെറിയ ഭാഗം വിടവിലൂടെ കടന്നുപോയി, പുറത്തെ സിലിണ്ടറിലേക്ക് വീണു, അതിൽ ഒരു വാക്വം നിലനിർത്തി. ഇവിടെ ഈ ആറ്റങ്ങൾ മറ്റ് ആറ്റങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിക്കില്ല, അതിനാൽ സ്ഥിരമായ വേഗതയിൽ റേഡിയൽ ദിശയിലേക്ക് നീങ്ങി, ഈ വേഗതയ്ക്ക് വിപരീത ആനുപാതികമായ സമയത്തിന് ശേഷം ബാഹ്യ സിലിണ്ടറിൽ എത്തുന്നു:

അകത്തെയും പുറത്തെയും സിലിണ്ടറുകളുടെ ആരങ്ങൾ എവിടെയാണ്, കണികാ പ്രവേഗത്തിൻ്റെ റേഡിയൽ ഘടകമാണ്. തൽഫലമായി, കാലക്രമേണ, പുറത്തെ സിലിണ്ടർ 3 ൽ വെള്ളി കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഒരു പാളി പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു. വിശ്രമിക്കുന്ന സിലിണ്ടറുകളുടെ കാര്യത്തിൽ, ഈ പാളിക്ക് അകത്തെ സിലിണ്ടറിലെ സ്ലോട്ടിന് എതിർവശത്തായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു സ്ട്രിപ്പിൻ്റെ രൂപമുണ്ടായിരുന്നു. എന്നാൽ സിലിണ്ടറുകൾ ഒരേ കോണീയ പ്രവേഗത്തിൽ കറങ്ങുകയാണെങ്കിൽ, തന്മാത്ര പുറത്തെ സിലിണ്ടറിലെത്തുമ്പോഴേക്കും രണ്ടാമത്തേത് അകലത്തിൽ മാറിയിരുന്നു.

സ്ലിറ്റിന് നേരെ എതിർവശത്തുള്ള പോയിൻ്റുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ (അതായത്, സ്റ്റേഷണറി സിലിണ്ടറുകളുടെ കാര്യത്തിൽ കണങ്ങൾ സ്ഥിരതാമസമാക്കിയ പോയിൻ്റ്).

57. ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയുടെ സമവാക്യത്തിൻ്റെ വ്യുൽപ്പന്നം (മെൻഡലീവ്-ക്ലേപെറോൺ സമവാക്യം)

വാതകങ്ങൾ പലപ്പോഴും രാസപ്രവർത്തനങ്ങളിലെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളും ഉൽപ്പന്നങ്ങളുമാണ്. സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ പരസ്പരം പ്രതികരിക്കുന്നത് എല്ലായ്പ്പോഴും സാധ്യമല്ല. അതിനാൽ, സാധാരണമല്ലാത്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ വാതകങ്ങളുടെ മോളുകളുടെ എണ്ണം എങ്ങനെ നിർണ്ണയിക്കണമെന്ന് നിങ്ങൾ പഠിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, സംസ്ഥാനത്തിൻ്റെ അനുയോജ്യമായ വാതക സമവാക്യം ഉപയോഗിക്കുക (ക്ലാപ്പൈറോൺ-മെൻഡലീവ് സമവാക്യം എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു): PV = nRT

ഇവിടെ n എന്നത് വാതകത്തിൻ്റെ മോളുകളുടെ എണ്ണമാണ്;

പി - വാതക സമ്മർദ്ദം (ഉദാഹരണത്തിന്, atm ൽ;

വി - വാതക അളവ് (ലിറ്ററിൽ);

ടി - വാതക താപനില (കെൽവിനുകളിൽ);

R - ഗ്യാസ് കോൺസ്റ്റൻ്റ് (0.0821 l atm/mol K).

ഞാൻ സമവാക്യത്തിൻ്റെ ഒരു വ്യുൽപ്പന്നം കണ്ടെത്തി, പക്ഷേ അത് വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്. നമ്മൾ ഇനിയും നോക്കേണ്ടതുണ്ട്.

58. ഐസോതെർമൽ പ്രക്രിയ.

ഒരു വാതകത്തിൻ്റെ താപനില സ്ഥിരമായി നിലകൊള്ളുന്ന അവസ്ഥയിലെ മാറ്റമാണ് ഐസോതെർമൽ പ്രക്രിയ. അത്തരമൊരു പ്രക്രിയയുടെ ഉദാഹരണം കാർ ടയറുകൾ വായുവിൽ വീർപ്പിക്കുന്നതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, പമ്പിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നതിന് മുമ്പുള്ള വായുവിൻ്റെ അവസ്ഥയെ ടയറിൻ്റെയും ചുറ്റുമുള്ള വായുവിൻ്റെയും താപനില തുല്യമായതിന് ശേഷം ടയറിലെ അതിൻ്റെ അവസ്ഥയുമായി താരതമ്യം ചെയ്താൽ അത്തരമൊരു പ്രക്രിയയെ ഐസോതെർമൽ ആയി കണക്കാക്കാം. ഒരു വലിയ പിണ്ഡമുള്ള വാതകം, ദ്രാവകം അല്ലെങ്കിൽ സ്ഥിരമായ താപനിലയുള്ള ഖരാവസ്ഥ എന്നിവയാൽ ചുറ്റപ്പെട്ട ചെറിയ അളവിലുള്ള വാതകത്തിൽ സംഭവിക്കുന്ന ഏതൊരു മന്ദഗതിയിലുള്ള പ്രക്രിയകളും ഐസോതെർമൽ ആയി കണക്കാക്കാം.

ഒരു ഐസോതെർമൽ പ്രക്രിയയിൽ, ഒരു നിശ്ചിത പിണ്ഡമുള്ള വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദത്തിൻ്റെയും അതിൻ്റെ വോള്യത്തിൻ്റെയും ഉൽപ്പന്നം സ്ഥിരമായ മൂല്യമാണ്. ബോയിൽ-മാരിയറ്റ് നിയമം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഈ നിയമം ഇംഗ്ലീഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ആർ. ബോയ്‌ലും ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഇ. മരിയോട്ടും ചേർന്ന് കണ്ടെത്തി, ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ എഴുതിയിരിക്കുന്നു:

ഉദാഹരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തുക!

59. ഐസോബാറിക് പ്രക്രിയ.

സ്ഥിരമായ മർദ്ദത്തിൽ സംഭവിക്കുന്ന വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥയിലെ മാറ്റമാണ് ഐസോബാറിക് പ്രക്രിയ.

ഒരു ഐസോബാറിക് പ്രക്രിയയിൽ, നൽകിയിരിക്കുന്ന പിണ്ഡത്തിൻ്റെ അളവും അതിൻ്റെ താപനിലയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം സ്ഥിരമാണ്. ഫ്രഞ്ച് ശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ. ഗേ-ലുസാക്കിൻ്റെ ബഹുമാനാർത്ഥം ഗേ-ലുസാക്കിൻ്റെ നിയമം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഈ നിഗമനം ഇങ്ങനെ എഴുതാം:

കുഴെച്ചതുമുതൽ അടുപ്പിൽ വയ്ക്കുമ്പോൾ അതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ചെറിയ വായു, കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് കുമിളകൾ എന്നിവയുടെ വികാസമാണ് ഐസോബാറിക് പ്രക്രിയയുടെ ഒരു ഉദാഹരണം. അടുപ്പിനുള്ളിലും പുറത്തുമുള്ള വായു മർദ്ദം തുല്യമാണ്, കൂടാതെ ഉള്ളിലെ താപനില പുറത്തേക്കാൾ ഏകദേശം 50% കൂടുതലാണ്. ഗേ-ലുസാക്കിൻ്റെ നിയമമനുസരിച്ച്, കുഴെച്ചതുമുതൽ ഗ്യാസ് കുമിളകളുടെ അളവ് 50% വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇത് കേക്കിനെ വായുസഞ്ചാരമുള്ളതാക്കുന്നു.

60. ഐസോകോറിക് പ്രക്രിയ.

വാതകത്തിൻ്റെ അവസ്ഥ മാറുകയും എന്നാൽ അതിൻ്റെ അളവ് മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയെ ഐസോകോറിക് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മെൻഡലീവ്-ക്ലാപൈറോൺ സമവാക്യത്തിൽ നിന്ന്, സ്ഥിരമായ ഒരു വോളിയം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന വാതകത്തിന്, അതിൻ്റെ മർദ്ദത്തിൻ്റെയും താപനിലയുടെയും അനുപാതവും സ്ഥിരമായിരിക്കണം:

ഉദാഹരണങ്ങൾ കണ്ടെത്തുക!

61. ബാഷ്പീകരണവും ഘനീഭവിക്കലും.

ഒരു ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടാൻ ആവശ്യമായ ഗതികോർജ്ജമുള്ള തന്മാത്രകളിൽ നിന്ന് രൂപം കൊള്ളുന്ന വാതകമാണ് നീരാവി.

വെള്ളവും അതിൻ്റെ നീരാവിയും പരസ്പരം രൂപാന്തരപ്പെടുമെന്ന വസ്തുത നാം പരിചിതമാണ്. മഴയ്ക്കുശേഷം അസ്ഫാൽറ്റിലെ കുളങ്ങൾ വരണ്ടുപോകുന്നു, വായുവിലെ നീരാവി പലപ്പോഴും രാവിലെ മൂടൽമഞ്ഞിൻ്റെ ചെറിയ തുള്ളികളായി മാറുന്നു. എല്ലാ ദ്രാവകങ്ങൾക്കും നീരാവിയായി മാറാനുള്ള കഴിവുണ്ട് - വാതകാവസ്ഥയിലേക്ക് പോകാൻ. ദ്രാവകത്തെ നീരാവിയായി മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയെ ബാഷ്പീകരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു ദ്രാവകം അതിൻ്റെ നീരാവിയിൽ നിന്ന് രൂപപ്പെടുന്നതിനെ ഘനീഭവിക്കൽ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

തന്മാത്രാ ചലന സിദ്ധാന്തം ബാഷ്പീകരണ പ്രക്രിയയെ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ വിശദീകരിക്കുന്നു. ദ്രാവക തന്മാത്രകൾക്കിടയിൽ ആകർഷകമായ ഒരു ബലം പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്നും അവ പരസ്പരം അകന്നുപോകുന്നതിൽ നിന്ന് തടയുന്നുവെന്നും അവയ്ക്കിടയിലുള്ള അഡീഷൻ ശക്തികളെ മറികടക്കാൻ ദ്രാവക തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം പര്യാപ്തമല്ലെന്നും അറിയാം (§21 കാണുക). എന്നിരുന്നാലും, ഏത് സമയത്തും, ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ വ്യത്യസ്ത തന്മാത്രകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത ഗതികോർജ്ജമുണ്ട്, ചില തന്മാത്രകളുടെ ഊർജ്ജം അതിൻ്റെ ശരാശരി മൂല്യത്തേക്കാൾ പലമടങ്ങ് കൂടുതലായിരിക്കും. ഈ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ തന്മാത്രകൾക്ക് ചലനത്തിൻ്റെ ഗണ്യമായ ഉയർന്ന വേഗതയുണ്ട്, അതിനാൽ അയൽ തന്മാത്രകളുടെ ആകർഷകമായ ശക്തികളെ മറികടക്കാനും ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് പറക്കാനും കഴിയും, അങ്ങനെ അതിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിന് മുകളിൽ നീരാവി രൂപപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 26a കാണുക).

ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് പുറപ്പെടുന്ന നീരാവി ഉണ്ടാക്കുന്ന തന്മാത്രകൾ ക്രമരഹിതമായി നീങ്ങുന്നു, താപ ചലന സമയത്ത് വാതക തന്മാത്രകൾ ചെയ്യുന്നതുപോലെ പരസ്പരം കൂട്ടിയിടിക്കുന്നു. അതേസമയം, ചില നീരാവി തന്മാത്രകളുടെ താറുമാറായ ചലനം ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വളരെ ദൂരത്തേക്ക് കൊണ്ടുപോകാൻ കഴിയും, അവ ഒരിക്കലും അവിടെ തിരിച്ചെത്തില്ല. തീർച്ചയായും, കാറ്റും ഇതിന് കാരണമാകുന്നു. നേരെമറിച്ച്, മറ്റ് തന്മാത്രകളുടെ ക്രമരഹിതമായ ചലനം അവയെ വീണ്ടും ദ്രാവകത്തിലേക്ക് നയിക്കും, ഇത് നീരാവി ഘനീഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ വിശദീകരിക്കുന്നു.

ശരാശരിയേക്കാൾ വളരെ ഉയർന്ന ഗതികോർജ്ജമുള്ള തന്മാത്രകൾക്ക് മാത്രമേ ദ്രാവകത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് പറക്കാൻ കഴിയൂ, അതായത് ബാഷ്പീകരണ സമയത്ത് ശേഷിക്കുന്ന ദ്രാവക തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഊർജ്ജം കുറയുന്നു. ഒരു വാതകം പോലെയുള്ള ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകളുടെ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം (കാണുക 23.6) താപനിലയ്ക്ക് ആനുപാതികമായതിനാൽ, ബാഷ്പീകരണ സമയത്ത് ദ്രാവകത്തിൻ്റെ താപനില കുറയുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് ഞങ്ങൾ വെള്ളം വിട്ടയുടനെ തണുക്കുന്നത്, ദ്രാവകത്തിൻ്റെ നേർത്ത ഫിലിം കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ്, അത് ഉടൻ ബാഷ്പീകരിക്കാനും തണുപ്പിക്കാനും തുടങ്ങുന്നു.

62. പൂരിത നീരാവി. പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം.

ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള ദ്രാവകമുള്ള ഒരു പാത്രം ഒരു ലിഡ് ഉപയോഗിച്ച് അടച്ചാൽ എന്ത് സംഭവിക്കും (ചിത്രം 26 ബി)? ഓരോ സെക്കൻഡിലും, ഏറ്റവും വേഗതയേറിയ തന്മാത്രകൾ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പുറത്തുപോകുന്നത് തുടരും, അതിൻ്റെ പിണ്ഡം കുറയും, നീരാവി തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കും. അതേ സമയം, അതിൻ്റെ ചില തന്മാത്രകൾ നീരാവിയിൽ നിന്ന് ദ്രാവകത്തിലേക്ക് മടങ്ങും, നീരാവിയുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിക്കും, ഈ ഘനീഭവിക്കൽ പ്രക്രിയ കൂടുതൽ തീവ്രമായിരിക്കും. അവസാനമായി, ദ്രാവകത്തിന് മുകളിലുള്ള നീരാവിയുടെ സാന്ദ്രത വളരെ ഉയർന്നതായിത്തീരും, ഒരു യൂണിറ്റ് സമയത്തിൽ ദ്രാവകത്തിലേക്ക് മടങ്ങുന്ന തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം അതിൽ നിന്ന് പുറത്തുപോകുന്ന തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാകും. ഈ അവസ്ഥയെ ഡൈനാമിക് സന്തുലിതാവസ്ഥ എന്നും അനുബന്ധ നീരാവിയെ പൂരിത നീരാവി എന്നും വിളിക്കുന്നു. ദ്രാവകത്തിന് മുകളിലുള്ള നീരാവി തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത പൂരിത നീരാവിയിലെ അവയുടെ സാന്ദ്രതയേക്കാൾ കൂടുതലാകരുത്. നീരാവി തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത പൂരിത നീരാവിയേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ, അത്തരം നീരാവിയെ അപൂരിതമെന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ചലിക്കുന്ന നീരാവി തന്മാത്രകൾ സമ്മർദ്ദം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ അളവ്, ഒരു വാതകത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, ഈ തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രതയുടെയും താപനിലയുടെയും ഉൽപ്പന്നത്തിന് ആനുപാതികമാണ്. അതിനാൽ, ഒരു നിശ്ചിത ഊഷ്മാവിൽ, നീരാവിയുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത, അത് ചെലുത്തുന്ന സമ്മർദ്ദം വർദ്ധിക്കും. പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം ദ്രാവകത്തിൻ്റെയും താപനിലയുടെയും തരത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ പരസ്പരം അകറ്റുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, അതിൻ്റെ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം കുറയും. അങ്ങനെ, 20 o C താപനിലയിൽ ജലത്തിൻ്റെ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം ഏകദേശം 2 kPa ആണ്, 20 o C ൽ മെർക്കുറിയുടെ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം 0.2 Pa മാത്രമാണ്.

മനുഷ്യരുടെയും മൃഗങ്ങളുടെയും സസ്യങ്ങളുടെയും ജീവിതം അന്തരീക്ഷത്തിലെ ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ (ആർദ്രത) സാന്ദ്രതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് വർഷത്തിലെ സ്ഥലത്തെയും സമയത്തെയും ആശ്രയിച്ച് വ്യാപകമായി വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. സാധാരണഗതിയിൽ, നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ജലബാഷ്പം അപൂരിതമാണ്. ആപേക്ഷിക ആർദ്രത എന്നത് ഒരേ താപനിലയിൽ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദത്തിലേക്കുള്ള ജല നീരാവി മർദ്ദത്തിൻ്റെ അനുപാതമാണ്, ഇത് ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. വായുവിൻ്റെ ഈർപ്പം അളക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങളിലൊന്ന് ഒരു സൈക്രോമീറ്ററാണ്, അതിൽ ഒരേപോലെയുള്ള രണ്ട് തെർമോമീറ്ററുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിലൊന്ന് നനഞ്ഞ തുണിയിൽ പൊതിഞ്ഞതാണ്.

63. താപനിലയിൽ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദത്തിൻ്റെ ആശ്രിതത്വം.

നീരാവി ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ട തന്മാത്രകളാൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന വാതകമാണ്, അതിനാൽ നീരാവി മർദ്ദം, p, അതിലെ തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത, n, കേവല താപനില, T എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സമവാക്യം (23.7) ഇതിന് സാധുവാണ്:

(27.1) മുതൽ, ഐസോകോറിക് പ്രക്രിയകളിലെ അനുയോജ്യമായ വാതകങ്ങളുടെ കാര്യത്തിലെന്നപോലെ, പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് രേഖീയമായി വർദ്ധിക്കണം (§25 കാണുക). എന്നിരുന്നാലും, അളവുകൾ കാണിക്കുന്നത് പോലെ, പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം ഒരു ആദർശ വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദത്തേക്കാൾ വളരെ വേഗത്തിൽ താപനില വർദ്ധിക്കുന്നു (ചിത്രം 27a കാണുക). വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന താപനില, അതിനാൽ ശരാശരി ഗതികോർജ്ജം, കൂടുതൽ കൂടുതൽ ദ്രാവക തന്മാത്രകൾ അത് ഉപേക്ഷിക്കുകയും അതിന് മുകളിലുള്ള നീരാവിയുടെ സാന്ദ്രത n വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നതിനാലാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. കാരണം (27.1) അനുസരിച്ച് മർദ്ദം n ന് ആനുപാതികമാണ്, അപ്പോൾ നീരാവി സാന്ദ്രതയിലെ ഈ വർദ്ധനവ് ഒരു ആദർശ വാതകവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ താപനിലയോടൊപ്പം പൂരിത നീരാവി മർദ്ദത്തിലെ വേഗത്തിലുള്ള വർദ്ധനവിനെ വിശദീകരിക്കുന്നു. താപനിലയോടൊപ്പം പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുന്നത് ചൂടാക്കുമ്പോൾ ദ്രാവകങ്ങൾ വേഗത്തിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുമെന്ന അറിയപ്പെടുന്ന വസ്തുത വിശദീകരിക്കുന്നു. താപനില വർദ്ധനവ് ദ്രാവകത്തിൻ്റെ പൂർണ്ണമായ ബാഷ്പീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്ന ഉടൻ, നീരാവി അപൂരിതമാകും.

ഓരോ കുമിളകളിലെയും ദ്രാവകം ചൂടാക്കപ്പെടുമ്പോൾ, ബാഷ്പീകരണ പ്രക്രിയ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കുമിളകൾ വികസിക്കുകയും, ആർക്കിമിഡീസിൻ്റെ ഊർജ്ജസ്വലമായ ശക്തിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ, അടിയിൽ നിന്ന് പൊങ്ങിക്കിടക്കുകയും ഉപരിതലത്തിൽ പൊങ്ങിക്കിടക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, കുമിളകൾ നിറച്ച നീരാവി അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്നു.

അന്തരീക്ഷമർദ്ദം കുറയുമ്പോൾ, ഈ ദ്രാവകം തിളയ്ക്കുന്ന താപനില കുറയുന്നു (ചിത്രം 27 സി കാണുക). അതിനാൽ, എൽബ്രസ് പർവതത്തിൻ്റെ മുകളിൽ, വായു മർദ്ദം സാധാരണയേക്കാൾ പകുതിയാണെങ്കിൽ, സാധാരണ വെള്ളം തിളപ്പിക്കുന്നത് 100 o C യിലല്ല, മറിച്ച് 82 o C ലാണ്. നേരെമറിച്ച്, ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തിളപ്പിക്കൽ പോയിൻ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണെങ്കിൽ. , പിന്നെ അത് വർദ്ധിച്ച സമ്മർദ്ദത്തിൽ ചൂടാക്കപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇത് പ്രഷർ കുക്കറുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനമാണ്, അവിടെ വെള്ളം അടങ്ങിയ ഭക്ഷണം തിളപ്പിക്കാതെ 100 o C-ൽ കൂടുതൽ താപനിലയിൽ പാകം ചെയ്യാം.

64. തിളപ്പിക്കൽ.

തിളപ്പിക്കൽ ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ അളവിലും അതിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലും സംഭവിക്കുന്ന ഒരു തീവ്രമായ ബാഷ്പീകരണ പ്രക്രിയയാണ്. ഒരു ദ്രാവകം അതിൻ്റെ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം ദ്രാവകത്തിനുള്ളിലെ മർദ്ദത്തെ സമീപിക്കുമ്പോൾ തിളച്ചുമറിയാൻ തുടങ്ങുന്നു.

ഒരു ദ്രാവകം ചൂടാക്കുമ്പോൾ അതിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്ന നീരാവി കുമിളകളുടെ ഒരു വലിയ സംഖ്യയുടെ രൂപവത്കരണമാണ് തിളപ്പിക്കൽ. വാസ്തവത്തിൽ, ഈ കുമിളകൾ എല്ലായ്പ്പോഴും ദ്രാവകത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ അവയുടെ വലുപ്പം വർദ്ധിക്കുകയും തിളപ്പിക്കുമ്പോൾ മാത്രം അവ ശ്രദ്ധേയമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു ദ്രാവകത്തിൽ എല്ലായ്പ്പോഴും മൈക്രോബബിളുകൾ ഉണ്ടാകാനുള്ള ഒരു കാരണം ഇനിപ്പറയുന്നതാണ്. ഒരു ദ്രാവകം, അത് ഒരു പാത്രത്തിൽ ഒഴിക്കുമ്പോൾ, അവിടെ നിന്ന് വായു മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നു, പക്ഷേ ഇത് പൂർണ്ണമായും ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ അതിൻ്റെ ചെറിയ കുമിളകൾ മൈക്രോക്രാക്കുകളിലും പാത്രത്തിൻ്റെ ആന്തരിക ഉപരിതലത്തിലെ ക്രമക്കേടുകളിലും നിലനിൽക്കും. കൂടാതെ, ദ്രാവകങ്ങളിൽ സാധാരണയായി ചെറിയ പൊടിപടലങ്ങളിൽ പറ്റിപ്പിടിച്ചിരിക്കുന്ന നീരാവിയുടെയും വായുവിൻ്റെയും മൈക്രോബബിളുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

ഓരോ കുമിളകളിലെയും ദ്രാവകം ചൂടാക്കപ്പെടുമ്പോൾ, ബാഷ്പീകരണ പ്രക്രിയ ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കുമിളകൾ വികസിക്കുകയും, ആർക്കിമിഡീസിൻ്റെ ഊർജ്ജസ്വലമായ ശക്തിയുടെ സ്വാധീനത്തിൽ, അടിയിൽ നിന്ന് പൊങ്ങിക്കിടക്കുകയും ഉപരിതലത്തിൽ പൊങ്ങിക്കിടക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, കുമിളകൾ നിറച്ച നീരാവി അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്നു. അതിനാൽ, തിളപ്പിക്കലിനെ ബാഷ്പീകരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ദ്രാവകത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ അളവിലും സംഭവിക്കുന്നു. വാതക കുമിളകൾ വികസിക്കാൻ കഴിയുമ്പോൾ താപനിലയിൽ തിളപ്പിക്കൽ ആരംഭിക്കുന്നു, പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം അന്തരീക്ഷമർദ്ദം കവിഞ്ഞാൽ ഇത് സംഭവിക്കുന്നു. അങ്ങനെ, ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദം അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിന് തുല്യമായ താപനിലയാണ് തിളപ്പിക്കൽ പോയിൻ്റ്. ദ്രാവകം തിളപ്പിക്കുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ താപനില സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു.

ആർക്കിമിഡിയൻ ബൂയൻസി ഫോഴ്സിൻ്റെ പങ്കാളിത്തമില്ലാതെ തിളപ്പിക്കൽ പ്രക്രിയ അസാധ്യമാണ്. അതിനാൽ, ഭാരമില്ലാത്ത അവസ്ഥയിൽ ബഹിരാകാശ നിലയങ്ങളിൽ തിളപ്പിക്കുന്നില്ല, വെള്ളം ചൂടാക്കുന്നത് നീരാവി കുമിളകളുടെ വലുപ്പത്തിൽ വർദ്ധനവുണ്ടാക്കുകയും വെള്ളമുള്ള ഒരു പാത്രത്തിനുള്ളിലെ ഒരു വലിയ നീരാവി കുമിളയായി അവയുടെ സംയോജനത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

65. ഗുരുതരമായ താപനില.

നിർണായക ഊഷ്മാവ് എന്നൊരു സംഗതിയും ഉണ്ട്; ഒരു വാതകം നിർണ്ണായക ഊഷ്മാവിന് മുകളിലുള്ള താപനിലയിലാണെങ്കിൽ (ഓരോ വാതകത്തിനും വ്യക്തിഗതം, ഉദാഹരണത്തിന് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന് ഏകദേശം 304 കെ), പിന്നെ അത് ദ്രാവകമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയില്ല, എന്തായാലും അതിൽ സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നു. ഒരു നിർണായക ഊഷ്മാവിൽ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതല പിരിമുറുക്കം ശക്തികൾ പൂജ്യമാണ് എന്ന വസ്തുത കാരണം ഈ പ്രതിഭാസം സംഭവിക്കുന്നു.

പട്ടിക 23. ചില വസ്തുക്കളുടെ നിർണായക താപനിലയും നിർണായക മർദ്ദവും

ഗുരുതരമായ താപനിലയുടെ അസ്തിത്വം എന്താണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്? ഇതിലും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ എന്ത് സംഭവിക്കും?

നിർണായകമായതിനേക്കാൾ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ, ഒരു പദാർത്ഥത്തിന് വാതകാവസ്ഥയിൽ മാത്രമേ കഴിയൂ എന്ന് അനുഭവം കാണിക്കുന്നു.

1860-ൽ ദിമിത്രി ഇവാനോവിച്ച് മെൻഡലീവ് ആണ് ഗുരുതരമായ താപനിലയുടെ അസ്തിത്വം ആദ്യമായി ചൂണ്ടിക്കാണിച്ചത്.

നിർണായക ഊഷ്മാവ് കണ്ടെത്തിയതിന് ശേഷം, ഓക്സിജൻ അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രജൻ പോലുള്ള വാതകങ്ങളെ ദീർഘകാലത്തേക്ക് ദ്രാവകമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയാത്തത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് വ്യക്തമായി. അവയുടെ ഗുരുതരമായ താപനില വളരെ കുറവാണ് (പട്ടിക 23). ഈ വാതകങ്ങളെ ദ്രാവകമാക്കി മാറ്റുന്നതിന്, അവ ഒരു നിർണായക ഊഷ്മാവിൽ താഴെയായി തണുപ്പിക്കണം. ഇത് കൂടാതെ, അവയെ ദ്രവീകരിക്കാനുള്ള എല്ലാ ശ്രമങ്ങളും പരാജയപ്പെടും.

66. ഭാഗിക സമ്മർദ്ദം. ആപേക്ഷിക ആർദ്രത. 67. ആപേക്ഷിക വായു ഈർപ്പം അളക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ.

മനുഷ്യരുടെയും മൃഗങ്ങളുടെയും സസ്യങ്ങളുടെയും ജീവിതം അന്തരീക്ഷത്തിലെ ജലബാഷ്പത്തിൻ്റെ (ആർദ്രത) സാന്ദ്രതയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് വർഷത്തിലെ സ്ഥലത്തെയും സമയത്തെയും ആശ്രയിച്ച് വ്യാപകമായി വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. സാധാരണഗതിയിൽ, നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള ജലബാഷ്പം അപൂരിതമാണ്. ആപേക്ഷിക ആർദ്രത എന്നത് ഒരേ താപനിലയിൽ പൂരിത നീരാവി മർദ്ദത്തിലേക്കുള്ള ജല നീരാവി മർദ്ദത്തിൻ്റെ അനുപാതമാണ്, ഇത് ശതമാനമായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. വായുവിൻ്റെ ഈർപ്പം അളക്കുന്നതിനുള്ള ഉപകരണങ്ങളിലൊന്ന് സൈക്രോമീറ്ററാണ്, അതിൽ ഒരേപോലെയുള്ള രണ്ട് തെർമോമീറ്ററുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിലൊന്ന് നനഞ്ഞ തുണിയിൽ പൊതിഞ്ഞിരിക്കുന്നു, വായുവിൻ്റെ ഈർപ്പം 100% ൽ കുറവാണെങ്കിൽ, തുണിയിൽ നിന്നുള്ള വെള്ളം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടും, കൂടാതെ തെർമോമീറ്റർ ബി തണുപ്പ്, എയേക്കാൾ താഴ്ന്ന താപനില കാണിക്കുന്നു. കൂടാതെ താഴ്ന്ന വായു ഈർപ്പം, വലിയ വ്യത്യാസം, Dt, തെർമോമീറ്ററുകൾ A, B എന്നിവയുടെ റീഡിംഗുകൾക്കിടയിലുള്ള ഒരു പ്രത്യേക സൈക്കോമെട്രിക് പട്ടിക ഉപയോഗിച്ച്, ഈ താപനില വ്യത്യാസത്തിൽ നിന്ന് വായു ഈർപ്പം നിർണ്ണയിക്കാനാകും.

ഭാഗിക മർദ്ദം എന്നത് ഒരു വാതക മിശ്രിതത്തിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക വാതകത്തിൻ്റെ മർദ്ദമാണ്, ഈ വാതകം മിശ്രിതത്തിൻ്റെ താപനിലയിൽ മിശ്രിതത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ വോള്യവും മാത്രം കൈവശപ്പെടുത്തിയാൽ, ഈ വാതകം അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന കണ്ടെയ്നറിൻ്റെ ചുമരുകളിൽ ചെലുത്തും.

ഭാഗിക മർദ്ദം നേരിട്ട് അളക്കില്ല, പക്ഷേ മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ആകെ മർദ്ദവും ഘടനയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് കണക്കാക്കുന്നത്.

ജലത്തിലോ ശരീരകലകളിലോ ലയിക്കുന്ന വാതകങ്ങളും സമ്മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നു, കാരണം അലിഞ്ഞുചേർന്ന വാതക തന്മാത്രകൾ ക്രമരഹിതമായ ചലനത്തിലായതിനാൽ ഗതികോർജ്ജം ഉണ്ട്. ഒരു ദ്രാവകത്തിൽ അലിഞ്ഞുചേർന്ന വാതകം ഒരു കോശ സ്തരങ്ങൾ പോലെയുള്ള ഒരു പ്രതലത്തിൽ പതിച്ചാൽ, വാതക മിശ്രിതത്തിലെ വാതകം പോലെ അത് ഭാഗിക മർദ്ദം ചെലുത്തുന്നു.

മർദ്ദം നേരിട്ട് അളക്കാൻ കഴിയില്ല; മിശ്രിതത്തിൻ്റെ ആകെ മർദ്ദവും ഘടനയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഇത് കണക്കാക്കുന്നത്.

ഒരു ദ്രാവകത്തിൽ അലിഞ്ഞുചേർന്ന വാതകത്തിൻ്റെ ഭാഗിക മർദ്ദത്തിൻ്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ. ഒരു ലായനിയിലെ വാതകത്തിൻ്റെ ഭാഗിക മർദ്ദം നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അതിൻ്റെ ഏകാഗ്രതയാൽ മാത്രമല്ല, അതിൻ്റെ സോളിബിലിറ്റി കോഫിഫിഷ്യൻ്റിലൂടെയാണ്, അതായത്. കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് പോലുള്ള ചില തരം തന്മാത്രകൾ ജല തന്മാത്രകളുമായി ശാരീരികമായോ രാസപരമായോ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, മറ്റുള്ളവ പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു. ഈ ബന്ധത്തെ ഹെൻറി നിയമം എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുലയാൽ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു: ഭാഗിക മർദ്ദം = അലിഞ്ഞുപോയ വാതക സാന്ദ്രത / ലയിക്കുന്ന ഗുണകം.

68. ഉപരിതല പിരിമുറുക്കം.

ദ്രാവകങ്ങളുടെ ഏറ്റവും രസകരമായ സവിശേഷത ഒരു സ്വതന്ത്ര ഉപരിതലത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യമാണ്. ദ്രാവകം, വാതകങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, അത് ഒഴിക്കുന്ന കണ്ടെയ്നറിൻ്റെ മുഴുവൻ അളവും നിറയ്ക്കുന്നില്ല. ദ്രാവകത്തിനും വാതകത്തിനും (അല്ലെങ്കിൽ നീരാവി) ഇടയിൽ ഒരു ഇൻ്റർഫേസ് രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് ബാക്കിയുള്ള ദ്രാവകവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പ്രത്യേക അവസ്ഥയിലാണ്. ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ അതിർത്തി പാളിയിലെ തന്മാത്രകൾ, അതിൻ്റെ ആഴത്തിലുള്ള തന്മാത്രകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, എല്ലാ വശങ്ങളിലും ഒരേ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ മറ്റ് തന്മാത്രകളാൽ ചുറ്റപ്പെട്ടിട്ടില്ല. അയൽ തന്മാത്രകളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു ദ്രാവകത്തിനുള്ളിലെ തന്മാത്രകളിലൊന്നിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഇൻ്റർമോളിക്യുലർ ഇൻ്ററാക്ഷൻ്റെ ശക്തികൾ, ശരാശരി, പരസ്പരം നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുന്നു. അതിർത്തി പാളിയിലെ ഏത് തന്മാത്രയും ദ്രാവകത്തിനുള്ളിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന തന്മാത്രകളാൽ ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു (ഗ്യാസ് (അല്ലെങ്കിൽ നീരാവി) തന്മാത്രകളിൽ നിന്നുള്ള ഒരു നിശ്ചിത ദ്രാവക തന്മാത്രയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ശക്തികൾ അവഗണിക്കാം). തൽഫലമായി, ഒരു നിശ്ചിത ഫലമായ ശക്തി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, ദ്രാവകത്തിലേക്ക് ആഴത്തിൽ നയിക്കപ്പെടുന്നു. ഇൻ്റർമോളിക്യുലാർ ആകർഷണ ശക്തികളാൽ ഉപരിതല തന്മാത്രകൾ ദ്രാവകത്തിലേക്ക് ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ അതിർത്തി പാളിയിലെ തന്മാത്രകൾ ഉൾപ്പെടെ എല്ലാ തന്മാത്രകളും സന്തുലിതാവസ്ഥയിലായിരിക്കണം. ഈ സന്തുലിതാവസ്ഥ കൈവരിക്കുന്നത് ഉപരിതല പാളിയിലെ തന്മാത്രകളും ദ്രാവകത്തിനുള്ളിലെ അവരുടെ അടുത്തുള്ള അയൽക്കാരും തമ്മിലുള്ള ദൂരം ചെറുതായി കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയാണ്. ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയുന്നതുപോലെ. 3.1.2, തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം കുറയുമ്പോൾ, വികർഷണ ശക്തികൾ ഉയർന്നുവരുന്നു. ദ്രാവകത്തിനുള്ളിലെ തന്മാത്രകൾ തമ്മിലുള്ള ശരാശരി ദൂരം r0 ന് തുല്യമാണെങ്കിൽ, ഉപരിതല പാളിയിലെ തന്മാത്രകൾ കുറച്ചുകൂടി സാന്ദ്രമായി പായ്ക്ക് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അതിനാൽ ആന്തരിക തന്മാത്രകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവയ്ക്ക് അധിക ഊർജ്ജം ലഭിക്കുന്നു (ചിത്രം 3.1.2 കാണുക) . വളരെ കുറഞ്ഞ കംപ്രസിബിലിറ്റി കാരണം, കൂടുതൽ സാന്ദ്രമായ പായ്ക്ക് ചെയ്ത ഉപരിതല പാളിയുടെ സാന്നിധ്യം ദ്രാവകത്തിൻ്റെ അളവിൽ ശ്രദ്ധേയമായ മാറ്റത്തിന് കാരണമാകില്ല എന്നത് ഓർമിക്കേണ്ടതാണ്. ഒരു തന്മാത്ര ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ദ്രാവകത്തിലേക്ക് നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ, ഇൻ്റർമോളിക്യുലർ ഇടപെടലിൻ്റെ ശക്തികൾ നല്ല പ്രവർത്തനം നടത്തും. നേരെമറിച്ച്, ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ആഴത്തിൽ നിന്ന് ഉപരിതലത്തിലേക്ക് ഒരു നിശ്ചിത എണ്ണം തന്മാത്രകൾ വലിക്കുന്നതിന് (അതായത്, ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുക), ബാഹ്യശക്തികൾ ΔS ൻ്റെ മാറ്റത്തിന് ആനുപാതികമായ പോസിറ്റീവ് വർക്ക് ΔAext നടത്തണം. ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം: ΔAext = σΔS.

ഗുണകം σ ഉപരിതല ടെൻഷൻ ഗുണകം (σ > 0) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഉപരിതല പിരിമുറുക്കത്തിൻ്റെ ഗുണകം ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം സ്ഥിരമായ താപനിലയിൽ ഒരു യൂണിറ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ പ്രവർത്തനത്തിന് തുല്യമാണ്.

SI-യിൽ, ഉപരിതല പിരിമുറുക്കത്തിൻ്റെ ഗുണകം ഒരു ചതുരശ്ര മീറ്ററിന് (J/m2) ജൂൾസ് അല്ലെങ്കിൽ ഒരു മീറ്ററിന് ന്യൂട്ടൺ (1 N/m = 1 J/m2) എന്നിവയിൽ അളക്കുന്നു.

ഒരു സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥ അതിൻ്റെ പൊട്ടൻഷ്യൽ എനർജിയുടെ ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ മൂല്യവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നുവെന്ന് മെക്കാനിക്സിൽ നിന്ന് അറിയാം. ദ്രാവകത്തിൻ്റെ സ്വതന്ത്ര ഉപരിതലം അതിൻ്റെ വിസ്തീർണ്ണം കുറയ്ക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു. ഇക്കാരണത്താൽ, ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഒരു സ്വതന്ത്ര തുള്ളി ഒരു ഗോളാകൃതി എടുക്കുന്നു. ദ്രാവകം അതിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് സ്പർശിക്കുന്ന ശക്തികൾ ഈ പ്രതലത്തിൽ സങ്കോചിക്കുന്നതുപോലെ (വലിക്കുന്നു) പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ ശക്തികളെ ഉപരിതല പിരിമുറുക്ക ശക്തികൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഉപരിതല പിരിമുറുക്ക ശക്തികളുടെ സാന്നിധ്യം ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉപരിതലത്തെ ഒരു ഇലാസ്റ്റിക് വലിച്ചുനീട്ടുന്ന ഫിലിം പോലെയാക്കുന്നു, ഒരേയൊരു വ്യത്യാസത്തിൽ ഫിലിമിലെ ഇലാസ്റ്റിക് ശക്തികൾ അതിൻ്റെ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണത്തെയും (അതായത്, ഫിലിം എങ്ങനെ രൂപഭേദം വരുത്തുന്നു എന്നതിനെയും) ഉപരിതല പിരിമുറുക്കത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ശക്തികൾ ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ദ്രാവകങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല.

സോപ്പ് വെള്ളം പോലുള്ള ചില ദ്രാവകങ്ങൾക്ക് നേർത്ത ഫിലിമുകൾ ഉണ്ടാക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. അറിയപ്പെടുന്ന സോപ്പ് കുമിളകൾക്ക് സാധാരണ ഗോളാകൃതിയുണ്ട് - ഇത് ഉപരിതല പിരിമുറുക്കത്തിൻ്റെ ഫലവും കാണിക്കുന്നു. നിങ്ങൾ ഒരു വയർ ഫ്രെയിം, അതിൻ്റെ വശങ്ങളിലൊന്ന് ചലിപ്പിക്കാവുന്ന, ഒരു സോപ്പ് ലായനിയിലേക്ക് താഴ്ത്തുകയാണെങ്കിൽ, മുഴുവൻ ഫ്രെയിമും ഒരു ലിക്വിഡ് ഫിലിം കൊണ്ട് മൂടും.

69. നനവ്.

നിങ്ങൾ പരന്ന പ്രതലത്തിൽ ഒരു തുള്ളി ദ്രാവകം വെച്ചാൽ, അത് ഒന്നുകിൽ പരന്നോ അല്ലെങ്കിൽ വൃത്താകൃതിയിലോ ആകുമെന്ന് എല്ലാവർക്കും അറിയാം. മാത്രവുമല്ല, ഒരു കിടക്കുന്ന ഡ്രോപ്പിൻ്റെ വലിപ്പവും കോൺവെക്‌സിറ്റിയും (കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നതിൻ്റെ മൂല്യം) നിർണ്ണയിക്കുന്നത് അത് നൽകിയിരിക്കുന്ന പ്രതലത്തെ എത്ര നന്നായി നനയ്ക്കുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. നനവ് എന്ന പ്രതിഭാസം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ വിശദീകരിക്കാം. ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ ഖര തന്മാത്രകളേക്കാൾ കൂടുതൽ പരസ്പരം ആകർഷിക്കപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ, ദ്രാവകം ഒരു തുള്ളി രൂപപ്പെടാൻ പ്രവണത കാണിക്കുന്നു.

നനവുള്ള (ലിയോഫിലിക്) പ്രതലത്തിൽ ഒരു നിശിത കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ സംഭവിക്കുന്നു, അതേസമയം നനവില്ലാത്ത (ലിയോഫോബിക്) പ്രതലത്തിൽ ഒരു മങ്ങിയ കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ സംഭവിക്കുന്നു.

മെർക്കുറി ഗ്ലാസിലും പാരഫിനിലും വെള്ളം “കൊഴുപ്പുള്ള” പ്രതലത്തിലും പെരുമാറുന്നത് ഇങ്ങനെയാണ്. നേരെമറിച്ച്, ഒരു ദ്രാവകത്തിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ ഒരു സോളിഡ് തന്മാത്രകളേക്കാൾ ശക്തമായി പരസ്പരം ആകർഷിക്കപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ, ദ്രാവകം ഉപരിതലത്തിലേക്ക് "അമർത്തി" അതിന്മേൽ വ്യാപിക്കുന്നു. ഒരു സിങ്ക് പ്ലേറ്റിൽ മെർക്കുറിയുടെ ഒരു തുള്ളി അല്ലെങ്കിൽ ശുദ്ധമായ ഗ്ലാസിൽ ഒരു തുള്ളി വെള്ളം ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. ആദ്യ സന്ദർഭത്തിൽ, ദ്രാവകം ഉപരിതലത്തെ നനയ്ക്കുന്നില്ലെന്ന് അവർ പറയുന്നു (കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ 90 ഡിഗ്രിയിൽ കൂടുതലാണ്), രണ്ടാമത്തെ കേസിൽ അത് നനയ്ക്കുന്നു (കോൺടാക്റ്റ് ആംഗിൾ 90 ഡിഗ്രിയിൽ കുറവാണ്).

ജലത്തെ അകറ്റുന്ന ലൂബ്രിക്കൻ്റാണ് പല മൃഗങ്ങളെയും അമിതമായ ഈർപ്പത്തിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടാൻ സഹായിക്കുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്, കടൽ മൃഗങ്ങളെയും പക്ഷികളെയും കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങൾ - രോമങ്ങൾ, സീലുകൾ, പെൻഗ്വിനുകൾ, ലൂണുകൾ - അവയുടെ താഴത്തെ മുടിക്കും തൂവലുകൾക്കും ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഗുണങ്ങളുണ്ടെന്ന് കാണിക്കുന്നു, അതേസമയം മൃഗങ്ങളുടെ സംരക്ഷണ രോമങ്ങളും പക്ഷികളുടെ കോണ്ടൂർ തൂവലുകളുടെ മുകൾ ഭാഗവും നന്നായി നനഞ്ഞിരിക്കുന്നു. വെള്ളം വഴി. തൽഫലമായി, മൃഗത്തിൻ്റെ ശരീരത്തിനും ജലത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു വായു പാളി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് തെർമോൺഗുലേഷനിലും താപ ഇൻസുലേഷനിലും ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

എന്നാൽ ലൂബ്രിക്കേഷൻ എല്ലാം അല്ല. നനവുള്ള പ്രതിഭാസത്തിൽ ഉപരിതല ഘടനയും ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പരുക്കൻ, കുതിച്ചുചാട്ടം അല്ലെങ്കിൽ സുഷിരം നിറഞ്ഞ ഭൂപ്രദേശം നനവ് മെച്ചപ്പെടുത്തും. ഉദാഹരണത്തിന്, വെള്ളം നന്നായി ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന സ്പോഞ്ചുകളും ടെറി ടവലുകളും നമുക്ക് ഓർമ്മിക്കാം. എന്നാൽ ഉപരിതലം തുടക്കത്തിൽ വെള്ളത്തെ ഭയപ്പെടുന്നുവെങ്കിൽ, വികസിത ആശ്വാസം സ്ഥിതി കൂടുതൽ വഷളാക്കുകയേയുള്ളൂ: വെള്ളത്തുള്ളികൾ ലെഡ്ജുകളിൽ ശേഖരിക്കുകയും താഴേക്ക് ഉരുളുകയും ചെയ്യും.

70. കാപ്പിലറി പ്രതിഭാസങ്ങൾ.

ചെറിയ വ്യാസമുള്ള ട്യൂബുകളിൽ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉയർച്ചയോ വീഴ്ചയോ ആണ് കാപ്പിലറി പ്രതിഭാസങ്ങൾ - കാപ്പിലറികൾ. നനവുള്ള ദ്രാവകങ്ങൾ കാപ്പിലറികളിലൂടെ ഉയരുന്നു, നനവില്ലാത്ത ദ്രാവകങ്ങൾ താഴേക്കിറങ്ങുന്നു.

ചിത്രത്തിൽ. ചിത്രം 3.5.6 ഒരു നിശ്ചിത ആരം r ൻ്റെ ഒരു കാപ്പിലറി ട്യൂബ് കാണിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ താഴത്തെ അറ്റത്ത് സാന്ദ്രത ρ നനഞ്ഞ ദ്രാവകത്തിലേക്ക് താഴ്ത്തിയിരിക്കുന്നു. കാപ്പിലറിയുടെ മുകൾഭാഗം തുറന്നിരിക്കുന്നു. കാപ്പിലറിയിലെ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ നിരയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഗുരുത്വാകർഷണബലം കാപ്പിലറിയുടെ ഉപരിതലവുമായി ദ്രാവകത്തിൻ്റെ സമ്പർക്കത്തിൻ്റെ അതിർത്തിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന എഫ്എൻ പ്രതല ടെൻഷൻ ശക്തികൾക്ക് തുല്യമാകുന്നതുവരെ കാപ്പിലറിയിലെ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ ഉയർച്ച തുടരുന്നു: Fт = FN, ഇവിടെ Fт = mg = ρhπr2g, FN = σ2πr cos θ.

ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു:

ചിത്രം 3.5.6.

കാപ്പിലറിയിൽ നനഞ്ഞ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവ്.

പൂർണ്ണമായ നനവോടെ θ = 0, cos θ = 1. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ

പൂർണ്ണമായ നോൺ-വെറ്റിംഗ് θ = 180°, cos θ = –1 ഒപ്പം, അതിനാൽ, h< 0. Уровень несмачивающей жидкости в капилляре опускается ниже уровня жидкости в сосуде, в которую опущен капилляр.

ശുദ്ധമായ ഗ്ലാസ് ഉപരിതലത്തെ വെള്ളം ഏതാണ്ട് പൂർണ്ണമായും നനയ്ക്കുന്നു. നേരെമറിച്ച്, മെർക്കുറി ഗ്ലാസ് ഉപരിതലത്തെ പൂർണ്ണമായും നനയ്ക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ, ഗ്ലാസ് കാപ്പിലറിയിലെ മെർക്കുറിയുടെ അളവ് പാത്രത്തിലെ ലെവലിന് താഴെയായി താഴുന്നു.

71. ക്രിസ്റ്റലിൻ ബോഡികളും അവയുടെ ഗുണങ്ങളും.

ദ്രാവകങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഒരു സോളിഡ് അതിൻ്റെ അളവ് മാത്രമല്ല, അതിൻ്റെ ആകൃതിയും നിലനിർത്തുന്നു, കൂടാതെ കാര്യമായ ശക്തിയും ഉണ്ട്.

നേരിടുന്ന വിവിധതരം ഖരവസ്തുക്കളെ അവയുടെ ഗുണങ്ങളിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസമുള്ള രണ്ട് ഗ്രൂപ്പുകളായി തിരിക്കാം: സ്ഫടികവും രൂപരഹിതവുമാണ്.

ക്രിസ്റ്റലിൻ ബോഡികളുടെ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങൾ

1. ക്രിസ്റ്റലിൻ ബോഡികൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത ഉരുകൽ താപനില tmelt ഉണ്ട്, അത് നിരന്തരമായ സമ്മർദ്ദത്തിൽ ഉരുകുന്ന പ്രക്രിയയിൽ മാറില്ല (ചിത്രം 1, കർവ് 1).

2. ക്രിസ്റ്റൽ ബോഡികളുടെ സവിശേഷത സ്പേഷ്യൽ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിൻ്റെ സാന്നിധ്യമാണ്, ഇത് തന്മാത്രകളുടെയോ ആറ്റങ്ങളുടെയോ അയോണുകളുടെയോ ക്രമീകരിച്ച ക്രമീകരണമാണ്, ഇത് ശരീരത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ വോള്യത്തിലും (ദീർഘ ദൂര ക്രമം) ആവർത്തിക്കുന്നു. ഏതൊരു ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസും അതിൻ്റെ ഘടനയുടെ അത്തരമൊരു മൂലകത്തിൻ്റെ അസ്തിത്വത്തിൻ്റെ സവിശേഷതയാണ്, ബഹിരാകാശത്ത് ആവർത്തിച്ചുള്ള ആവർത്തനത്തിന് മുഴുവൻ ക്രിസ്റ്റലും ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഇത് ഒരൊറ്റ സ്ഫടികമാണ്. ഒരു പോളിക്രിസ്റ്റലിൽ, ബഹിരാകാശത്ത് ക്രമരഹിതമായി ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന, വളരെ ചെറിയ ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റലുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.