மாநிலத்தின் சமன்பாடு என்பது வெப்ப அளவுருக்களுக்கு இடையிலான உறவை நிறுவும் ஒரு சமன்பாடாகும். மாநில சமன்பாடு. மாநிலத்தின் சமன்பாடு என்பது வெப்ப அளவுருக்களுக்கு இடையிலான உறவை நிறுவும் ஒரு சமன்பாடு ஆகும்.

மாநிலத்தின் சமன்பாடுகள், வெப்ப இயக்கவியல் நிலைமைகளின் கீழ் உடல் ரீதியாக ஒரே மாதிரியான அமைப்பின் நிலையின் அளவுருக்களுக்கு இடையிலான உறவை வெளிப்படுத்தும் சமன்பாடுகள். சமநிலை மாநிலத்தின் வெப்ப சமன்பாடு அழுத்தம் p ஐ தொகுதி V மற்றும் தொகுதி T உடன் இணைக்கிறது, மேலும் மல்டிகம்பொனென்ட் அமைப்புகளுக்கு - கலவையுடன் (கூறுகளின் மோலார் பின்னங்கள்) இணைக்கிறது. மாநிலத்தின் கலோரிக் சமன்பாடு உட்புறத்தை வெளிப்படுத்துகிறதுV, T மற்றும் கலவையின் செயல்பாடாக அமைப்பின் ஆற்றல். பொதுவாக, மாநிலத்தின் சமன்பாடு, குறிப்பாகக் கூறப்படாவிட்டால், வெப்பம் என்று பொருள். மாநில சமன்பாடு. அதிலிருந்து நீங்கள் நேரடியாக குணகத்தைப் பெறலாம். வெப்ப விரிவாக்கம், குணகம் சமவெப்ப சுருக்க, வெப்ப குணகம் அழுத்தம் (நெகிழ்ச்சி). மாநிலத்தின் சமன்பாடு வெப்ப இயக்கவியலுக்கு தேவையான கூடுதலாகும். சட்டங்கள்

மாநிலத்தின் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி, வெப்ப இயக்கவியலின் சார்புநிலையை வெளிப்படுத்த முடியும். V மற்றும் p இலிருந்து செயல்பாடுகள், வேறுபாட்டை ஒருங்கிணைக்கிறது. வெப்ப இயக்கவியல் உறவுகள், அமைப்பின் கூறுகளின் நிலையற்ற தன்மையை (fugacity) கணக்கிடுகிறது, இதன் மூலம் கட்ட சமநிலையின் நிலைமைகள் பொதுவாக எழுதப்படுகின்றன. வெப்ப இயக்கவியல் மாநிலத்தின் சமன்பாடுகள் மற்றும் அமைப்பின் எந்தவொரு வெப்ப இயக்கவியல் ஆற்றல்களுக்கும் இடையே ஒரு தொடர்பை நிறுவுகிறது, இது அதன் இயற்கை மாறிகளின் செயல்பாட்டின் வடிவத்தில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஹெல்ம்ஹோல்ட்ஸ் ஆற்றல் (இலவச ஆற்றல்) எஃப் செயல்பாடு T மற்றும் V என அறியப்பட்டால், பிறகு

குறைந்த மற்றும் நடுத்தர அழுத்தங்களில் உள்ள உண்மையான வாயுக்களின் பண்புகள் வைரல் சமன்பாட்டின் மூலம் நன்கு விவரிக்கப்பட்டுள்ளன: pV/RT = 1 + B 2 /V+B 3 /V 2 + ..., B 2, B 3 இரண்டாவது, மூன்றாவது , முதலியன வைரஸ் குணகங்கள்.கொடுக்கப்பட்ட பொருளுக்கு அவை டியை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது. மாநிலத்தின் வைரியல் சமன்பாடு கோட்பாட்டளவில் நியாயப்படுத்தப்படுகிறது;

குணகம் என்று காட்டப்பட்டுள்ளது பி 2 தொடர்பு மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஜோடி மூலக்கூறுகள், பி 3 - தொடர்பு. மூன்று துகள்கள், முதலியன பொருளின் அதிக அடர்த்தியில், பரஸ்பர தொகுதியின் சக்திகளில் மேலே எழுதப்பட்ட விரிவாக்கம் வேறுபடுகிறது, எனவே வைரல் சமன்பாடு திரவங்களை விவரிக்க பொருத்தமற்றது. இது மட்டுமே உதவுகிறது

வாயுக் கூறுகளின் ஏற்ற இறக்கங்களைக் கணக்கிடுதல் B-B. பொதுவாக B 2 /V காலத்திற்கு வரம்பிடப்பட்டுள்ளது (அரிதாக B 3 /V 2). வெளிச்சத்தில். ஒரு பரிசோதனையை கொடுங்கள்.

வைரல் குணகங்களின் மதிப்புகள், வளர்ந்த மற்றும் கோட்பாட்டு. அவர்களின் தீர்மானத்திற்கான முறைகள். இரண்டாவது வைரஸ் குணகம் கொண்ட மாநிலத்தின் சமன்பாடு. அதிக அழுத்தங்கள் இல்லாத நிலையில் (10 ஏடிஎம் வரை) கட்ட சமநிலையை கணக்கிடும் போது வாயு கட்டத்தை மாதிரியாக்க B 2 பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அதிக மூலக்கூறு எடையின் நீர்த்த கரைசல்களின் பண்புகளை விவரிக்கவும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

குபிச். அழுத்தம்-தொகுதி உறவு MH இல் பராமரிக்கப்படுகிறது. அனுபவபூர்வமான வான் டெர் வால்ஸ் சமன்பாட்டின் மாற்றங்கள். மற்றவர்களை விட அடிக்கடி, இரண்டு அளவுரு பயன்படுத்தப்படுகிறது. பெங் - ராபின்சன் (1976) மற்றும் ரெட்லிச் - குவாங் - சோவ் (1949, 1972) ஆகியவற்றின் சமன்பாடு. அனுபவபூர்வமானது நிலையின் இந்த சமன்பாடுகளின் மாறிலிகளை முக்கியமானவற்றிலிருந்து தீர்மானிக்க முடியும் தீவின் அளவுருக்கள் (சிக்கலான நிலையைப் பார்க்கவும்). அமைப்புகளின் நிலையின் விவரிக்கப்பட்ட சமன்பாடுகளின் வரம்பை விரிவுபடுத்த, கருதப்படும் CB-B தொகுப்பு, t-p மற்றும் அழுத்தங்களின் வரம்பு, ஒரு கனசதுரம் உருவாக்கப்பட்டது. மூன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அனுபவங்களைக் கொண்ட மாநிலத்தின் சமன்பாடுகள் நிரந்தர. கனசதுரத்தின் ஒரு முக்கிய நன்மை. மாநில சமன்பாடுகள் - அவற்றின் எளிமை, இதன் காரணமாக கணினி கணக்கீடுகளுக்கு அதிக கணினி நேரம் தேவையில்லை. பன்மைக்கு துருவமற்ற அல்லது பலவீனமான துருவப் பொருட்களால் உருவாக்கப்பட்ட அமைப்புகள், மாநிலத்தின் இந்த சமன்பாடுகள் நடைமுறைப் பயன்பாட்டிற்குத் தேவையானவை. துல்லிய இலக்குகள்.

விரிவான பரிசோதனைகள் தெரிந்தால். p-V-T-சார்புகளின் தரவு அவற்றைப் பொதுமைப்படுத்தப் பயன்படுகிறது.

மாநிலத்தின் அனுபவச் சமன்பாடுகள். இந்த வகை மாநிலத்தின் பொதுவான சமன்பாடுகளில் ஒன்று பெனடிக்ட்-வெப் ரூபின் சமன்பாடு (BVR சமன்பாடு) ஆகும், இது 1940 ஆம் ஆண்டில் மாநிலத்தின் வைரஸ் சமன்பாட்டின் அடிப்படையில் உருவாக்கப்பட்டது. இந்த சமன்பாட்டில், அழுத்தம் p என்பது வெப்பநிலையைப் பொறுத்து குணகங்களுடன் பொருளின் அடர்த்தியின் பல்லுறுப்புக்கோவையாக வழங்கப்படுகிறது. பல உயர் ஆர்டர்களின் விதிமுறைகள் புறக்கணிக்கப்படுகின்றன, மேலும் அதை ஈடுகட்ட, சமன்பாட்டில் ஒரு அதிவேகச் சொல் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது. இது S- வடிவ சமவெப்பங்களின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது மற்றும் திரவ நிலை மற்றும் திரவ-வாயு சமநிலையை விவரிக்க உதவுகிறது.

அனுபவத்தில் உள்ள கலவைகளை விவரிக்கும் போது. மாநிலத்தின் நிலையான சமன்பாடுகள் கலவையைப் பொறுத்து கருதப்படுகிறது. கனசதுரத்திற்கு வான் டெர் வால்ஸ் வகையின் நிலையின் சமன்பாடுகள், இருபடி கலவை விதிகள் பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றன, அதன்படி ஒரு கலவைக்கான மாறிலிகள் a மற்றும் b ஆகியவை உறவுகளிலிருந்து தீர்மானிக்கப்படுகின்றன:

இதில் x i, x j என்பது கூறுகளின் மோலார் பின்னங்கள், a ij மற்றும் b ij இன் மதிப்புகள் சேர்க்கை விதிகளின்படி தனிப்பட்ட பொருட்களின் a ii, a jj மற்றும் b ii, b jj ஆகியவற்றிற்கான மாறிலிகளுடன் தொடர்புடையவை:

a ij = (a ii a jj) 1/2 (1-k ij);

6 ij = (b ii +b jj)/2,

k ij என்பது கலப்பு தொடர்புகளின் பொருத்தம் அளவுருக்கள், பரிசோதனை மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. தரவு.

இருப்பினும், இருபடி கலவை விதிகள் என்று அழைக்கப்படுவதற்கு திருப்திகரமான முடிவுகளைப் பெற அனுமதிக்காது. சமச்சீரற்ற அமைப்புகள், அதன் கூறுகள் துருவமுனைப்பில் பெரிதும் வேறுபடுகின்றன. அளவுகள், எடுத்துக்காட்டாக, தண்ணீருடன் ஹைட்ரோகார்பன்களின் கலவைகளுக்கு.

M. Huron மற்றும் J. Vidal ஆகியோர் 1979 ஆம் ஆண்டில் ஒரு புதிய வகை கலவை விதிகளை உருவாக்கினர், இது உள்ளூர் கலவை மாதிரிகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது செறிவுகளின் சமச்சீரற்ற தன்மையை வெற்றிகரமாக வெளிப்படுத்துகிறது. திரவ கலவைகளுக்கான அதிகப்படியான கிப்ஸ் சாத்தியமுள்ள G E இன் சார்புகள் மற்றும் கட்ட சமநிலையின் விளக்கத்தை கணிசமாக மேம்படுத்தலாம். அணுகுமுறையின் சாராம்சம் என்னவென்றால், அவை மாநிலத்தின் சமன்பாடுகளிலிருந்து பெறப்பட்ட ஒரு திரவக் கரைசலின் G E மதிப்புகளை சமன்படுத்துகின்றன மற்றும் உள்ளூர் கலவையின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட மாதிரியின் படி கணக்கிடப்படுகின்றன [வில்சன் சமன்பாடு, NRTL (ரேண்டம் அல்லாத இரண்டு திரவ சமன்பாடு), UNIQAC (UNIversal QUAsi-Chemical equation) , UNIFAC (UNIque Functional group Activity Coficiencys model); முதல்வர் எலக்ட்ரோலைட் அல்லாத தீர்வுகள்].

இந்த திசை தீவிரமாக வளர்ந்து வருகிறது.

K. பிட்சர் சுருக்கக் காரணியைக் கணக்கிடுவதற்கு நேரியல் விரிவாக்கத்தைப் பயன்படுத்தி முன்மொழிந்தார்

Z(T crit, p crit) = Z 0 (T crit, p crit)+ w Z"(T crit, p crit),

இங்கு Z 0 என்பது "எளிய" திரவத்தின் சுருக்கக் காரணி, எடுத்துக்காட்டாக, ஆர்கான் மற்றும் Z" என்பது ஒரு எளிய திரவத்தின் மாதிரியிலிருந்து விலகல்களை வகைப்படுத்துகிறது (பார்க்க திரவம்) சார்புகளை தீர்மானிக்கும் Z°(T crit) தொடர்பு உறவுகள் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன. , p crit)

மற்றும் Z"(T crit, p crit). Naib, Lee மற்றும் Kessler தொடர்புகள் அறியப்படுகின்றன, இதில் T crit மற்றும் p crit மீது Z 0 சார்ந்திருப்பது ஆர்கானுக்கான BVR சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி கடத்தப்படுகிறது. Z இன் சார்பு T crit மற்றும் ப கிரீட்n-ஆக்டேன் ஒரு "குறிப்பு" திரவமாக தேர்ந்தெடுக்கும் போது நிறுவப்பட்டது. Z"(T crit, p crit) = /w *, இங்கு w * என்பது n-ஆக்டேனின் மையக் காரணி, Z* என்பது BVR சமன்பாட்டின்படி அதன் சுருக்கக் காரணியாகும். லீ-கெஸ்லரைப் பயன்படுத்துவதற்கான ஒரு முறை திரவ கலவைகளுக்கு சமன்பாடு உருவாக்கப்பட்டுள்ளது, இந்த நிலை சமன்பாடு துருவமற்ற பொருட்கள் மற்றும் கலவைகளுக்கான வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகள் மற்றும் கட்ட சமநிலையை மிகவும் துல்லியமாக விவரிக்கிறது.

மேலே குறிப்பிட்ட அனுபவத்துடன் மாநிலத்தின் சமன்பாடுகள், மூலக்கூறுகள் மற்றும் மூலக்கூறு கட்டமைப்புகளின் கட்டமைப்பு அம்சங்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளும் திறன் கொண்ட முக்கியமான சமன்பாடுகளைப் பெற்றுள்ளன. தொடர்பு அவர்கள் புள்ளிவிவரங்களின் விதிகளை நம்பியிருக்கிறார்கள். மாதிரி அமைப்புகளுக்கான எண்ணியல் சோதனைகளின் கோட்பாடுகள் மற்றும் முடிவுகள்.

அதிக கொதிநிலை org கலவைகளின் விளக்கத்தின் அம்சம். B-B - கூடுதல் சுழற்சி அதிர்வுகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டிய அவசியம்.
சங்கிலி மூலக்கூறுகளின் பிரிவுகளின் இடப்பெயர்ச்சியுடன் தொடர்புடைய சுதந்திரத்தின் அளவுகள் (உதாரணமாக, சி 8 அல்கீன்கள்). இந்த அமைப்புகளுக்கு, 1978 இல் ஜே. பிரவுஸ்னிட்ஸ் மற்றும் எம். டோனாஹூ ஆகியோரால் முன்மொழியப்பட்ட PHCT (பெர்டர்பட் ஹார்ட் செயின் தியரி) சமன்பாடு பரவலாகிவிட்டது. PHCT சமன்பாட்டில் உள்ள அளவுருக்கள். ஒரு கலவைக்கான சேர்க்கை விதிகள் ஒரு கலவை தொடர்பு அளவுருவைக் கொண்டிருக்கும். PHCT சமன்பாட்டின் மேலும் மேம்பாடு, செவ்வகக் கிணறு திறனை மாற்றுவதன் அடிப்படையிலானது, இது மூலக்கூறுகளின் ஈர்ப்பை விவரிக்கிறது, லெனார்ட்-ஜோன்ஸ் சாத்தியம் [PSCT சமன்பாடு (Perturbed Soft Chain Theory)] மற்றும் மூலக்கூறுகளின் அனிசோட்ரோபியை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. படைகள் [நிலை PACT (குழப்பப்பட்ட அனிசோட்ரோபிக் சங்கிலி கோட்பாடு)]. கடைசி சமன்பாடு சரிசெய்யக்கூடிய ஜோடி தொடர்பு அளவுருக்கள் இல்லாமல் கூட துருவ கூறுகளைக் கொண்ட அமைப்புகளில் கட்ட சமநிலையை நன்கு விவரிக்கிறது.

கூறு மூலக்கூறுகள்.
மாநிலத்தின் சமன்பாடுகளில் எப்போதும் அதிகரித்து வரும் ஆர்வம் முதன்மையாக நடைமுறை காரணங்களால் ஏற்படுகிறது. பலரின் வளர்ச்சி தேவைகள் நவீனமானது

பொருட்களின் உறிஞ்சுதல் பிரிப்பு, எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு வயல்களின் சுரண்டல் போன்றவற்றுடன் தொடர்புடைய தொழில்நுட்பங்கள், இந்த சந்தர்ப்பங்களில் அளவுகள், விவரிப்பு மற்றும் கட்ட சமநிலையின் கணிப்பு ஆகியவை பரந்த அளவிலான வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களில் தேவைப்படுகின்றன.

இருப்பினும், இன்னும் போதுமான உலகளாவிய இல்லை. மாநில சமன்பாடுகள். முக்கியமான புள்ளிக்கு அருகில் உள்ள மாநிலங்களை விவரிக்கும் போது மாநிலத்தின் குறிப்பிடப்பட்ட அனைத்து சமன்பாடுகளும் தவறானதாக மாறிவிடும். புள்ளிகள் மற்றும் முக்கியமான நிகழ்வுகளை எதிர்கொள்ளும் நோக்கம் கொண்டவை அல்ல. இந்த நோக்கங்களுக்காக, மாநிலத்தின் சிறப்பு சமன்பாடுகள் உருவாக்கப்பட்டு வருகின்றன, ஆனால் அவை இன்னும் குறிப்பிட்ட நடைமுறை பயன்பாடுகளுக்கு மோசமாக மாற்றியமைக்கப்படுகின்றன. பயன்பாடுகள்.

, அடர்த்தியான பிளாஸ்மா உட்பட.

லிட்.: ரீட் ஆர்., பிரவுஸ்னிட்ஸ் ஜே., ஷெர்வுட் டி., வாயுக்கள் மற்றும் திரவங்களின் பண்புகள், டிரான்ஸ். ஆங்கிலத்திலிருந்து, எல்., 1982; U Eiles S., வேதியியல் தொழில்நுட்பத்தில் தவறான சமநிலை, டிரான்ஸ். ஆங்கிலத்திலிருந்து, பகுதி 1, எம்., 1989;

விக்டோரோவ் ஏ.ஐ (மற்றும் பிற), "ஜர்னல் ஆஃப் அப்ளைடு கெமிஸ்ட்ரி", 1991, வி. 64, எண் 961-78. ஜி.எல். குரானோவ்..

மாநிலத்தின் சமன்பாடுகள் எளிய அமைப்புகளுக்கு, முக்கியமாக வாயுக்களுக்கு கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களுக்கு, பொதுவாக அமுக்க முடியாதவை என்று கருதப்படுகிறது, நடைமுறையில் நிலையின் சமன்பாடுகள் எதுவும் முன்மொழியப்படவில்லை.

இருபதாம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில். வாயுக்களுக்கான மாநிலத்தின் குறிப்பிடத்தக்க எண்ணிக்கையிலான சமன்பாடுகள் அறியப்பட்டன. இருப்பினும், அறிவியலின் வளர்ச்சி அத்தகைய பாதையை எடுத்துள்ளது, அவை அனைத்தும் பயன்பாட்டைக் கண்டுபிடிக்கவில்லை. வெப்ப இயக்கவியலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் நிலையின் ஒரே சமன்பாடு ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாடு ஆகும்.

சிறந்த வாயுமிகக் குறைந்த அழுத்தம் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் அதிக வெப்பநிலையில் (ஒடுக்க வெப்பநிலையில் இருந்து வெகு தொலைவில்) குறைந்த மூலக்கூறு எடையுள்ள பொருளின் பண்புகள் ஒத்திருக்கும் வாயுவாகும்.

ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு:

பாயில் விதி - மரியோட்டா(ஒரு நிலையான வெப்பநிலையில், வாயு அழுத்தத்தின் தயாரிப்பு மற்றும் அதன் அளவு ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு பொருளுக்கு மாறாமல் இருக்கும்)

கே-லுசாக்கின் சட்டம்(நிலையான அழுத்தத்தில், வாயு அளவு மற்றும் வெப்பநிலை விகிதம் மாறாமல் இருக்கும்)

சார்லஸின் சட்டம்(நிலையான தொகுதியில், வெப்பநிலைக்கு வாயு அழுத்தத்தின் விகிதம் மாறாமல் இருக்கும்)

.

S. கார்னோட் மேற்கண்ட உறவுகளை ஒரு வகையின் ஒற்றைச் சமன்பாட்டில் இணைத்தார்

.

B. Clapeyron இந்த சமன்பாட்டிற்கு நவீனத்திற்கு நெருக்கமான ஒரு வடிவத்தைக் கொடுத்தார்:

ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாட்டில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள தொகுதி V என்பது பொருளின் ஒரு மோலைக் குறிக்கிறது. என்றும் அழைக்கப்படுகிறது மோலார் தொகுதி.

மாறிலி Rக்கு பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட பெயர் உலகளாவிய வாயு மாறிலி (மிக அரிதாகவே நீங்கள் "கிளாபிரானின் மாறிலி" என்ற பெயரைக் காணலாம். ) அதன் மதிப்பு

R=8.31431J/mol TO.

ஒரு உண்மையான வாயுவை இலட்சியத்திற்கு அணுகுவது என்பது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் இவ்வளவு பெரிய தூரத்தை அடைவதாகும், அவற்றின் சொந்த அளவு மற்றும் தொடர்பு சாத்தியம் முற்றிலும் புறக்கணிக்கப்படலாம், அதாவது. அவற்றுக்கிடையே ஈர்ப்பு அல்லது விரட்டும் சக்திகளின் இருப்பு.

வான் டெர் வால்ஸ் பின்வரும் வடிவத்தில் இந்த காரணிகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளும் ஒரு சமன்பாட்டை முன்மொழிந்தார்:

,

இதில் a மற்றும் b என்பது ஒவ்வொரு வாயுவிற்கும் தனித்தனியாக நிர்ணயிக்கப்பட்ட மாறிலிகள் ஆகும். வான் டெர் வால்ஸ் சமன்பாட்டில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள மீதமுள்ள அளவுகள் கிளாபிரான் சமன்பாட்டில் உள்ள அதே பொருளைக் கொண்டுள்ளன.

மாநிலத்தின் சமன்பாடு இருப்பதற்கான சாத்தியக்கூறு என்பது அமைப்பின் நிலையை விவரிக்க, அனைத்து அளவுருக்களையும் குறிப்பிட முடியாது, ஆனால் அவற்றின் எண்ணிக்கை ஒன்று குறைவாக உள்ளது, ஏனெனில் அவற்றில் ஒன்றை சமன்பாட்டிலிருந்து (குறைந்தபட்சம் அனுமானமாக) தீர்மானிக்க முடியும். மாநிலத்தின். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையை விவரிக்க, பின்வரும் ஜோடிகளில் ஒன்றை மட்டும் குறிப்பிடுவது போதுமானது: அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் அளவு, தொகுதி மற்றும் வெப்பநிலை.

தொகுதி, அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை சில நேரங்களில் அமைப்பின் வெளிப்புற அளவுருக்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

தொகுதி, அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் ஒரே நேரத்தில் மாற்றங்கள் அனுமதிக்கப்பட்டால், கணினிக்கு இரண்டு சுயாதீன வெளிப்புற அளவுருக்கள் உள்ளன.

ஒரு தெர்மோஸ்டாட்டில் (நிலையான வெப்பநிலையை உறுதி செய்யும் சாதனம்) அல்லது ஒரு மானோஸ்டாட்டில் (நிலையான அழுத்தத்தை உறுதி செய்யும் சாதனம்) அமைந்துள்ள அமைப்பு, ஒரு சுயாதீனமான வெளிப்புற அளவுருவைக் கொண்டுள்ளது.

மாநில சமன்பாடுவெப்ப அளவுருக்களுக்கு இடையிலான உறவை நிறுவும் சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதாவது. ¦(P,V,T) = 0. இந்த செயல்பாட்டின் வடிவம் வேலை செய்யும் திரவத்தின் தன்மையைப் பொறுத்தது. சிறந்த மற்றும் உண்மையான வாயுக்கள் உள்ளன.

ஐடியல்மூலக்கூறுகளின் உள்ளார்ந்த அளவு மற்றும் அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்திகள் புறக்கணிக்கப்படும் வாயு ஆகும். ஒரு இலட்சிய வாயுவிற்கான மாநிலத்தின் எளிமையான சமன்பாடு மெண்டலீவ்-கிளாபிரான் சமன்பாடு = R = const, R என்பது ஒரு மாறிலி, வாயுவின் வேதியியல் தன்மையைப் பொறுத்து, மற்றும் இது பண்பு வாயு மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த சமன்பாட்டிலிருந்து இது பின்வருமாறு:

பு = ஆர்டி (1 கிலோ)

PV = mRT (m kg)

மாநிலத்தின் எளிய சமன்பாடு உண்மையானவாயு என்பது வான் டெர் வால்ஸ் சமன்பாடு

(P + ) × (u - b) = RT

உள் அழுத்தம் எங்கே

இதில் a, b என்பது பொருளின் தன்மையைப் பொறுத்து மாறிலிகள்.

கட்டுப்படுத்தும் வழக்கில் (ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு)

u >> b Pu = RT

குணாதிசயமான வாயு மாறிலி R ஐத் தீர்மானிக்க, P 0 = 760 mmHg, t 0 = 0.0 C க்கு மெண்டலீவ்-கிளாபிரான் சமன்பாட்டை (இனி M.-K.) எழுதுகிறோம்.

சமன்பாட்டின் இரு பக்கங்களையும் m மதிப்பால் பெருக்கவும், இது ஒரு கிலோமால் வாயு mP 0 u 0 = mRT 0 mu 0 = V m = 22.4 [m 3 /kmol]

mR = R m = P 0 V m / T 0 = 101.325*22.4/273.15 = 8314 J/kmol×K

R m - வாயுவின் தன்மையைச் சார்ந்தது அல்ல, எனவே உலகளாவிய வாயு மாறிலி என்று அழைக்கப்படுகிறது. பின்னர் பண்பு மாறிலி இதற்கு சமம்:

R= R m /m=8314/m;[J/kg×K].

சிறப்பியல்பு வாயு மாறிலியின் பொருளைக் கண்டுபிடிப்போம். இதைச் செய்ய, எம்-கே சமன்பாட்டை எழுதுகிறோம். ஐசோபரிக் செயல்பாட்டில் பங்கேற்கும் ஒரு சிறந்த வாயுவின் இரண்டு நிலைகளுக்கு:

P(V 2 -V 1)=mR(T 2 -T 1)

ஆர்= = ; இதில் L என்பது ஐசோபரிக் செயல்முறையின் வேலை.

m(T 2 -T 1) m(T 2 -T 1)

இவ்வாறு, குணாதிசயமான வாயு மாறிலியானது அதன் வெப்பநிலை 1 K ஆல் மாறும்போது ஒரு ஐசோபரிக் செயல்பாட்டில் 1 கிலோ வாயுவால் செய்யப்படும் இயந்திர வேலை (தொகுதி மாற்றத்தின் வேலை) குறிக்கிறது.

விரிவுரை எண் 2

கலோரிக் நிலை அளவுருக்கள்

ஒரு பொருளின் உள் ஆற்றல் என்பது அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் வெப்ப இயக்கத்தின் இயக்க ஆற்றல், தொடர்புகளின் சாத்தியமான ஆற்றல், இரசாயனப் பிணைப்புகளின் ஆற்றல், உள் அணு ஆற்றல் போன்றவற்றின் கூட்டுத்தொகை ஆகும்.

U = U KIN + U SWEAT + U CHEM + U POISON. +…

மற்ற செயல்முறைகளில், முதல் 2 அளவுகள் மட்டுமே மாறுகின்றன, மீதமுள்ளவை மாறாது, ஏனெனில் இந்த செயல்முறைகளில் பொருளின் வேதியியல் தன்மை மற்றும் அணுவின் அமைப்பு மாறாது.

கணக்கீடுகளில், உள் ஆற்றலின் முழுமையான மதிப்பு தீர்மானிக்கப்படவில்லை, ஆனால் அதன் மாற்றம், எனவே வெப்ப இயக்கவியலில் உள் ஆற்றல் 1 மற்றும் 2 வது சொற்களை மட்டுமே கொண்டுள்ளது என்று ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது, ஏனெனில் கணக்கீடுகளில் மீதமுள்ளவை குறைக்கப்படுகின்றன:

∆U = U 2 +U 1 = U KIN + U SOT ... ஒரு சிறந்த வாயு U SOT = 0. பொது வழக்கில்

U KIN = f(T); U POT = f(p, V)

U = f(p, T); U POT = f(p, V); U = f(V,T)

ஒரு சிறந்த வாயுவிற்கு நாம் பின்வரும் தொடர்பை எழுதலாம்:

அந்த. உள் ஆற்றல் மட்டுமே சார்ந்துள்ளது

வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் மற்றும் தொகுதி சார்ந்து இல்லை

u = U/m; [J/kg] - குறிப்பிட்ட உள் ஆற்றல்

ஒரு வட்ட செயல்முறை அல்லது சுழற்சியைச் செய்யும் வேலை செய்யும் திரவத்தின் உள் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கருத்தில் கொள்வோம்

∆u 1m2 = u 2 - u 1 ; ∆U 1n2 = u 1 – u 2 ; ∆u ∑ = ∆u 1m2 – ∆u 2n1 = 0 du = 0

கொடுக்கப்பட்ட ஒருங்கிணைப்பு பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருந்தால், du மதிப்பு செயல்பாட்டின் மொத்த வேறுபாட்டைக் குறிக்கிறது என்று உயர் கணிதத்திலிருந்து அறியப்படுகிறது.

u = u(T, u) மற்றும் சமம்

மாநிலத்தின் சமன்பாடு - அழுத்தம் தொடர்பான சமன்பாடு ஆர், தொகுதி விமற்றும் ஏபிஎஸ். temp-ru டிதெர்மோடைனமிக் சமநிலை நிலையில் உடல் ரீதியாக ஒரே மாதிரியான அமைப்பு: f(ப, வி, டி) = 0. இந்த நிலை அழைக்கப்படுகிறது. வெப்ப U. s., கலோரிக் U. s.க்கு மாறாக, உட்புறத்தை தீர்மானிக்கிறது. ஆற்றல் யுஒரு செயல்பாடாக அமைப்புகள் மூன்று அளவுருக்களில் இரண்டு ப, வி, டி. தெர்மல் யு.எஸ். தொகுதி மற்றும் வெப்பநிலை மூலம் அழுத்தத்தை வெளிப்படுத்த உங்களை அனுமதிக்கிறது, p=p(V, T), மற்றும் அமைப்பின் எல்லையற்ற விரிவாக்கத்திற்கான அடிப்படை வேலையை தீர்மானிக்கவும். யு.எஸ். வெப்ப இயக்கவியலுக்கு அவசியமான கூடுதலாகும். உண்மையான பொருட்களுக்கு அவற்றைப் பயன்படுத்துவதை சாத்தியமாக்கும் சட்டங்கள். இது சட்டங்களைப் பயன்படுத்தி மட்டுமே பெறப்பட முடியாது, ஆனால் அனுபவத்திலிருந்து தீர்மானிக்கப்படுகிறது அல்லது புள்ளியியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி பொருளின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய யோசனைகளின் அடிப்படையில் கோட்பாட்டளவில் கணக்கிடப்படுகிறது.இயற்பியல். இருந்து வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதிஇது கலோரிக் இருப்பை மட்டுமே பின்பற்றுகிறது.

யு.எஸ், மற்றும் இருந்து வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி- கலோரி மற்றும் வெப்ப ஆற்றலுக்கு இடையிலான உறவு: எங்கேஏ

யு.எஸ், மற்றும் இருந்து மற்றும்பி - மாறிலிகள், வாயுவின் தன்மையைப் பொறுத்து மற்றும் மூலக்கூறுகளின் கவர்ச்சிகரமான சக்திகளின் செல்வாக்கு மற்றும் மூலக்கூறுகளின் வரையறுக்கப்பட்ட அளவு ஆகியவற்றை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது; வைரல் யு.எஸ். ஐடியல் வாயுவிற்கு:வாயுக்களில். பல்வேறு வகைகளும் வழங்கப்படுகின்றன. அனுபவபூர்வமான சோதனை அடிப்படையில் யு.எஸ். வெப்ப திறன் மற்றும் வாயுக்களின் சுருக்கத்தன்மை பற்றிய தரவு. யு.எஸ். ஐடியல் வாயுக்கள் முக்கியமானவை இருப்பதைக் குறிக்கின்றன. புள்ளிகள் (அளவுருவுடன் பசெய்ய, விகே, டி j), இதில் வாயு மற்றும் திரவ நிலைகள் ஒரே மாதிரியாக மாறும். U. s என்றால். குறைக்கப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு வடிவத்தில் உள்ளது, அதாவது பரிமாணமற்ற மாறிகளில் ஆர்/ஆர் கே, வி/விகே, T/T க்கு, பின்னர் மிகக் குறைந்த டெம்ப்-பாக்ஸில் இந்த சமன்பாடு டிகம்ப்க்கு சிறிது மாறுகிறது. பொருட்கள் (தொடர்புடைய மாநிலங்களின் சட்டம்),

திரவங்களைப் பொறுத்தவரை, மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தொடர்புகளின் அனைத்து அம்சங்களையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதில் சிரமம் இருப்பதால், ஒரு பொதுவான கோட்பாட்டு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பைப் பெறுவது இன்னும் சாத்தியமில்லை. வான் டெர் வால்ஸ் சமன்பாடு மற்றும் அதன் மாற்றங்கள், அவை குணங்கள் மற்றும் திரவங்களின் நடத்தை மதிப்பீட்டிற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், அவை விமர்சனத்திற்குக் கீழே பொருந்தாது. திரவ மற்றும் வாயு நிலைகளின் சகவாழ்வு சாத்தியமாகும் புள்ளிகள். பல எளிய திரவங்களின் பண்புகளை நன்கு விவரிக்கும் ஒரு அமைப்பு திரவங்களின் தோராயமான கோட்பாடுகளிலிருந்து பெறலாம். மூலக்கூறுகளின் பரஸ்பர ஏற்பாட்டின் நிகழ்தகவு பரவலை அறிதல் (ஜோடி தொடர்பு செயல்பாடு; பார்க்கவும் திரவம்), யு.எஸ்.ஐக் கணக்கிடுவது கொள்கையளவில் சாத்தியமாகும். திரவங்கள், ஆனால் இந்த சிக்கல் சிக்கலானது மற்றும் கணினியின் உதவியுடன் கூட முழுமையாக தீர்க்கப்படவில்லை.

பெறுவதற்கு யு.எஸ். திடப்பொருட்கள் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்துகின்றன பின்னல் அதிர்வுகள்இருப்பினும், உலகளாவிய யு.எஸ். திடப்பொருட்களுக்காக பெறப்படவில்லை.

(ஃபோட்டானிக் வாயு) யு.எஸ். தீர்மானிக்கப்பட்டது

நிலையான வெகுஜனத்துடன், அமைப்பின் அளவுருக்கள் p, V, t வெளிப்புற தாக்கங்கள் (இயந்திர மற்றும் வெப்ப) காரணமாக மாறலாம். ஒரு அமைப்பு அதன் இயற்பியல் பண்புகளில் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால், அதில் வேதியியல் எதிர்வினைகள் எதுவும் ஏற்படவில்லை என்றால், அனுபவம் காட்டுவது போல், அதன் அளவுருக்களில் ஒன்று மாறும்போது, ​​​​பொதுவாக மற்றவற்றிலும் மாற்றங்கள் நிகழ்கின்றன. எனவே, சோதனைகளின் அடிப்படையில், ஒரே மாதிரியான அமைப்பின் அளவுருக்கள் (நிலையான வெகுஜனத்தில்) செயல்பாட்டுடன் தொடர்புடையதாக இருக்க வேண்டும் என்று வாதிடலாம்:

சமன்பாடு (3.1) என்பது அமைப்பின் நிலையின் வெப்ப சமன்பாடு அல்லது மாநிலத்தின் சமன்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த சமன்பாட்டை வெளிப்படையாகக் கண்டறிவது மூலக்கூறு இயற்பியலின் முக்கிய பிரச்சனைகளில் ஒன்றாகும். அதே நேரத்தில், வெப்ப இயக்கவியல், பொதுவான சட்டங்களைப் பயன்படுத்தி, இந்த சமன்பாட்டின் வடிவத்தைக் கண்டுபிடிக்க முடியாது. சில அமைப்புகளின் தனிப்பட்ட குணாதிசயங்களைப் படிப்பதன் மூலம், வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் வரையறுக்கப்பட்ட வரம்புகளில் உள்ள அமைப்புகளின் நடத்தையை தோராயமாக விவரிக்கும் அனுபவ சார்புகளின் பொருளைக் கொண்டிருக்கும் சார்புகளை (3.1) தேர்ந்தெடுப்பது மட்டுமே சாத்தியமாகும். மூலக்கூறில்

இயற்பியல் சமன்பாடுகளை (3.1) பெறுவதற்கான ஒரு பொதுவான முறையை உருவாக்கியுள்ளது, இது மூலக்கூறு இடைவினைகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது, ஆனால் இந்த பாதையில், குறிப்பிட்ட அமைப்புகளை கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​பெரிய கணித சிக்கல்களை எதிர்கொள்கிறது. மூலக்கூறு இயக்க முறைகளைப் பயன்படுத்தி, அரிதான (சிறந்த) வாயுக்களுக்கான நிலையின் சமன்பாடு பெறப்பட்டது, இதில் மூலக்கூறு இடைவினைகள் மிகக் குறைவு. மூலக்கூறு இயற்பியல் மிகவும் அழுத்தப்படாத வாயுக்களின் பண்புகளை நன்கு விவரிக்க உதவுகிறது. ஆனால் பல விஞ்ஞானிகளின் முயற்சிகள் இருந்தபோதிலும், அடர்த்தியான வாயுக்கள் மற்றும் திரவங்களுக்கான நிலையின் சமன்பாட்டின் தத்துவார்த்த வழித்தோன்றல் பற்றிய கேள்வி தற்போது தீர்க்கப்படாமல் உள்ளது.

அதன் அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றத்துடன் தொடர்புடைய ஒரு அமைப்பின் நிலையில் ஏற்படும் மாற்றம் வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறை எனப்படும். (3.1) படி, ஆய அமைப்பில் உள்ள ஒரு புள்ளியால் உடலின் நிலையைக் குறிப்பிடலாம் ஒரு தெர்மோடைனமிக் செயல்முறை ஒரு தொடர் இடைநிலை நிலைகளின் வரிசையாக ஒன்றையொன்று மாற்றுகிறது.

ஆரம்ப நிலையிலிருந்து இறுதி நிலை 2 க்கு இத்தகைய மாற்றத்தை ஒருவர் கற்பனை செய்யலாம், இதில் ஒவ்வொரு இடைநிலை நிலையும் சமநிலையில் இருக்கும். இத்தகைய செயல்முறைகள் சமநிலை என்று அழைக்கப்படுகின்றன மற்றும் தொடர்ச்சியான கோடு (படம் 1.3,b) மூலம் ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பில் சித்தரிக்கப்படுகின்றன. ஆய்வக-அளவிலான அமைப்புகளில், சமநிலை செயல்முறைகள் முடிவற்ற மெதுவாக தொடர்கின்றன. படம் 1.1 இல் காட்டப்பட்டுள்ள மாதிரியைப் பயன்படுத்தி, தனிப்பட்ட துகள்களை அகற்றுவதன் மூலமோ அல்லது சேர்ப்பதன் மூலமோ அல்லது வெப்ப-கடத்தும் சுவர்களைக் கொண்ட சிலிண்டர் இருக்கும் தெர்மோஸ்டாட்டின் வெப்பநிலையை முடிவில்லாமல் மெதுவாக மாற்றுவதன் மூலமோ இதேபோன்ற செயல்முறையை மேற்கொள்ளலாம்.

கணினியில் மாற்றங்கள் விரைவாக ஏற்பட்டால் (படம் 1.1 இல் காட்டப்பட்டுள்ள மாதிரியில், பிஸ்டன் சுமை ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட அளவு திடீரென மாறுகிறது), அதன் உள்ளே அதன் அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை வெவ்வேறு புள்ளிகளில் ஒரே மாதிரியாக இருக்காது, அதாவது அவை ஆயங்களின் செயல்பாடுகள். இத்தகைய செயல்முறைகள் nonequilibrium என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அவை