Молекулярлық-кинетикалық теория туралы негізгі түсінік.
2. Мақсаты: Студенттерді молекулярлық-кинетикалық теория туралы негізгі түсінікпен таныстыру.
Дәріс жоспары:
1. Молекулярлық-кинетикалық теория туралы негізгі түсінік.
2. Менделеев – Клапейрон теңдеуі.
3. Газдардың молекулярлық-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі.4. Дальтон заңы.
3. Дәріс тезистері:
1. Молекулярлық-кинетикалық теория туралы негізгі түсінік:Молекулярлық-кинетикалық теорияның негізін қарапайым үлгі арқылы түсіндіру ыңғайлы. Үлгі ретенде идеал газ алынған. Идеал газ деп материалдық нүкте ретінде қарастырылатын, бір-бірімен және ыдыс қабырғасымен әсерлеспейтін ұсақ болшектердің (молекулалар, атомдар, электрондар және т.б.) жиынын айтады.
2. Менделеев – Клапейрон теңдеуі:Жүйенің күйі «күйдің параметрлері» деп аталатын физикалық шамалармен сипатталады.Жүйе күйінің параметрлерінің арасындағы байланысты, күйдің теңдеудері деп аталатын теңдеу сипаттайды. Қарапайым жүйе үшін «р»-қысым, «V» — көлем және «Т»- термодинамикалық температура күйдің параметрлеріне жатады.Бұндай жүйе үшін күй теңдеуі f(p,V,Т) = 0 түрінде жазылады.Бір моль идеал газдың күйінің теңдеуі: pVm = RT, мұндағы Vm – газдың молярлық көлемі, R = 8,31 Дж/(моль • К) – молярлық (универсал) газ тұрақтысы. Бірнеше, яғни «mr/M» моль идеал газдың күйінің теңдеуі: Мұндағы «V» — газдың көлемі; «mr» — газдың массасы; «М» — молярлық масса. Бұл теңдеу Менделеев – Клапейрон теңдеуі деп аталады.Газдың күйін сипаттайтын теңдеуден сәйкес изохоралық, изобаралық және изотермиялық изоүдерістерді сипаттайтын теңдеулерді алуға болады.Жүйе «Р», «V», «Т» параметрлерінен басқа, оның электрлік, магниттік, беттік керілуі, серпімділігі және т.б, қасиеттерін сипаттай алады. 3. Газдардың молекулярлық-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі:Молекулярлық-кинетикалық теорияда газдың күйін сипаттайтын теңдеудің құрамына кіретін параметрлер орташаланған болып келеді.Себебі газ тудыратын қысым жеке молекуланың ыдыстың қабарғасына соғылуының орташа шамасы, молекулалардың ретсіз қозғалысынан болатын температура, олардың ілгерілемелі қозғалысының орташа кинетикалық энергиясы және т.б.Молекуланың сипаттамасы (микросипаттама) мен газ параметрлерінің арасындағы сандық (макросипаттама) байланыс молекулярлық-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуі арқылы беріледі: немесе мұндағы «m» — жеке молекула массасы, «N» — газ молекуласының жалпы саны, «n» — молекулалардың концентрациясы, «vкв» — олардың орташа квадраттық жылдамдығы.
Бір молекуланың орташа кинетикалық энергиясы:мұндағы k = 1,38 • 10-23 Дж/К — Больцман тұрақтысы. Соңғы формуладан орташа квадраттық жылдамдықты анықтайтын өрнек алуға болады:Молекуланың ілгерілемелі қозғалысы үш еріктілік дәрежесімен сипатталатындықтан, орташа бір еріктілік дәрежесіне сәйкес келетін энергия шамасы анықталады:«і» еріктілік дәрежесі болатын молекуланың орташа кинетикалық энергиясы:Газ молекуласының қысымы «р», концентрациясы «n» және температурасы «Т» болғанда, олардың арасындағы байланыс: p = knT(М = mNA, р = mn және k = R/NA мұндағы NA – Авогадро тұрақтысы) түрінде алынады.
4. Дальтон заңы:Бірнеше бір-бірімен әсерлеспейтін газ қоспалары үшін молекулаларының концентрациясының қосындысы жеке молекулаларының концентрацияларының қосындысына тең болады: n = n1 + n2 + … + nN.Мәндерін орнына қойғанда Дальтон заңы алынады:р = knT = k(n1 + n2 + … + nN)T = kn1T + kn2T + … + knNT, p = p1 + p2 + … + pN.Мұндағы p1 = kn1T, p2 = kn2T және т.б.- парциалдық қысым, яғни қоспаны құрайтын әрбір газдың тудыратын қысымы.Сонымен бір-бірімен әсерлеспейтін газ қоспаларының қысымы қоспаны құрайтын барлық газдың парциалдық қысымдарының қосындысына тең болады.
4. Иллюстрациялы материалдар: Презентация, слайдтар.
5. Әдебиет:
1. Көшенов Б. Медициналық биофизика: оқулық – Алматы, 2008 ж.
2. Көшенов Б.Медициналық биофизикадан зертханалық жұмыстар: оқу-әдістемелік құрал.-2 бас.,өңделіп толықтырылған.- .-Алматы: Эверо, 2010
3. Сәтбаева Х.К., Өтепбергенов А.А., Нілдібаева Ж.Б. Адам физиологиясы. Алматы.: Дәуір, 2005 – 663 бет.
4. Канкожа М.К. Қозғыш ұлпалар физиологиясы. Алматы, 2004. – 78 бет.
Арызханов Б. Биологиялық физика, Алматы, 1990.
5. Әдіқасова ,-А.Ә. жалпы физика курсының семестрлік тапсырмалары:оқу құралы .-Алматы: Эверо, 2009.-112 бет
6. Физикалық тәжірбиелер ; жоғарғы оқу орындарының студенттеріне арналған құрал. – Алматы: Рауан ,1993.
7. Ү.А. Байзак, Қ.Ж. Құдабаев «Медициналық биофизика және медициналық техника бойынша лабораториялық практикум»
6. Қорытынды сұрақтары (кері байланысы):
1. Орташа кинетикалық энергия қалай анықталады? 2. Парциалдық қысым деп қандай қысымды айтады?