आदर्श गैसों के नियम। दबाव, तापमान, आयतन और गैस के मोल (गैस के "द्रव्यमान") की संख्या के बीच संबंध। यूनिवर्सल (मोलर) गैस स्थिरांक R. क्लिपरॉन-मेंडेलीव समीकरण = स्थिर तापमान पर अवस्था का आदर्श गैस समीकरण

दबाव, तापमान, आयतन और गैस के मोल (गैस के "द्रव्यमान") की संख्या के बीच संबंध। यूनिवर्सल (मोलर) गैस स्थिरांक आर। क्लिपरॉन-मेंडेलीव समीकरण = राज्य का आदर्श गैस समीकरण।

आइए गैस की मात्रा और द्रव्यमान प्रवाह दरों के बारे में कुछ समस्याओं को इस धारणा के तहत हल करें कि गैस संरचना नहीं बदलती है (गैस अलग नहीं होती है) - जो उपरोक्त अधिकांश गैसों के लिए सच है।

यह कार्य मुख्य रूप से प्रासंगिक है, लेकिन न केवल अनुप्रयोगों और उपकरणों के लिए जिसमें गैस की मात्रा को सीधे मापा जाता है।

वी 1तथा वी २, तापमान पर, क्रमशः, टी 1तथा टी 2जाने दो टी 1< टी 2... तब हम जानते हैं कि:

सहज रूप में, वी 1< वी २

• वॉल्यूमेट्रिक गैस मीटर के संकेतक अधिक "वजनदार" होते हैं, तापमान कम होता है
• "गर्म" गैस की आपूर्ति करना लाभदायक है
• "ठंड" गैस खरीदना लाभदायक है

इससे कैसे निपटें? कम से कम एक साधारण तापमान मुआवजे की आवश्यकता होती है, यानी एक अतिरिक्त तापमान सेंसर से जानकारी पाठक को दी जानी चाहिए।

यह कार्य मुख्य रूप से प्रासंगिक है, लेकिन न केवल अनुप्रयोगों और उपकरणों के लिए जिसमें गैस वेग सीधे मापा जाता है।

डिलीवरी पॉइंट पर काउंटर () को वॉल्यूमेट्रिक संचित लागत दें वी 1तथा वी २, दबाव में, क्रमशः, पी 1तथा पी २जाने दो पी 1< पी २... तब हम जानते हैं कि:

सहज रूप में, वी 1>वी २दी गई शर्तों के तहत गैस की समान मात्रा के लिए। आइए कई निष्कर्ष तैयार करने का प्रयास करें जो इस मामले के लिए व्यवहार में महत्वपूर्ण हैं:

• वॉल्यूमेट्रिक गैस मीटर के संकेतक अधिक "भारी" होते हैं, उच्च दबाव
• कम दबाव वाली गैस की आपूर्ति के लिए लाभदायक
• उच्च दाब गैस खरीदना लाभदायक

इससे कैसे निपटें? कम से कम एक साधारण दबाव मुआवजे की आवश्यकता होती है, यानी एक अतिरिक्त दबाव सेंसर से जानकारी रीडिंग डिवाइस को दी जानी चाहिए।

अंत में, मैं यह नोट करना चाहूंगा कि, सिद्धांत रूप में, प्रत्येक गैस मीटर में तापमान मुआवजा और दबाव मुआवजा दोनों होना चाहिए। व्यावहारिक रूप से वही......

आदर्श गैस आइसोप्रोसेस- प्रक्रियाएं जिसमें एक पैरामीटर अपरिवर्तित रहता है।

1. आइसोकोरिक प्रक्रिया ... चार्ल्स का नियम। वी = स्थिरांक।

आइसोकोरिक प्रक्रियाउस प्रक्रिया को कहा जाता है जो तब होती है जब निरंतर मात्रावी... इस आइसोकोरिक प्रक्रिया में गैस का व्यवहार पालन करता है चार्ल्स का नियम :

गैस के द्रव्यमान और उसके दाढ़ द्रव्यमान के निरंतर आयतन और स्थिर मूल्यों के साथ, गैस के दबाव का उसके निरपेक्ष तापमान का अनुपात स्थिर रहता है: P / T= स्थिरांक

आइसोकोरिक प्रक्रिया का ग्राफ पीवी-चार्ट कहा जाता है आइसोचोरा ... आइसोकोरिक प्रक्रिया के ग्राफ को जानना उपयोगी है आर टी- तथा वीटी- आरेख (चित्र। 1.6)। आइसोचोरा समीकरण:

जहाँ 0 - 0 ° पर दबाव, α - 1/273 डिग्री -1 के बराबर गैस के दबाव का तापमान गुणांक। इस निर्भरता का ग्राफ पीटी-आरेख में चित्र 1.7 में दिखाया गया रूप है।

चावल। १.७

2. आइसोबैरिक प्रक्रिया। गे-लुसाक का नियम।आर= स्थिरांक

एक समदाब रेखीय प्रक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जो एक स्थिर दबाव P . पर होती है ... समदाब रेखीय प्रक्रिया के दौरान गैस का व्यवहार पालन करता है गे-लुसाक कानून:

द्रव्यमान और गैस और उसके दाढ़ द्रव्यमान के निरंतर दबाव और निरंतर मूल्यों पर, गैस के आयतन का उसके निरपेक्ष तापमान का अनुपात स्थिर रहता है: वी / टी= स्थिरांक

समदाब रेखीय प्रक्रिया का ग्राफ पर वीटी-चार्ट कहा जाता है समदाब रेखीय ... आइसोबैरिक प्रक्रिया के ग्राफ को जानना उपयोगी है पीवी- तथा पीटी- आरेख (चित्र। 1.8)।

चावल। १.८

आइसोबार समीकरण:

जहां α = 1/273 डिग्री -1 - बड़ा विस्तार का तापमान गुणांक... इस निर्भरता का ग्राफ वीटीआरेख का रूप चित्र 1.9 में दिखाया गया है।

चावल। 1.9

3. इज़ोटेर्मल प्रक्रिया। बॉयल का नियम - मैरियट।टी= स्थिरांक

इज़ोटेर्मालप्रक्रिया एक प्रक्रिया है जो तब होती है जब स्थिर तापमानटी।

समतापी प्रक्रम में आदर्श गैस का व्यवहार किसका पालन करता है? बॉयल का नियम - मैरियट:

गैस के द्रव्यमान और उसके दाढ़ द्रव्यमान के स्थिर तापमान और स्थिर मूल्यों पर, गैस के आयतन का गुणनफल उसके दबाव से स्थिर रहता है: पीवी= स्थिरांक

इज़ोटेर्मल प्रक्रिया का ग्राफ पीवी-चार्ट कहा जाता है इज़ोटेर्म ... इज़ोटेर्मल प्रक्रिया के ग्राफ़ को जानना उपयोगी है वीटी- तथा पीटी- आरेख (चित्र। 1.10)।

चावल। 1.10

इज़ोटेर्म समीकरण:

4. रुद्धोष्म प्रक्रिया(आइसेंट्रोपिक):

रुद्धोष्म प्रक्रिया एक ऊष्मागतिकीय प्रक्रिया है जो पर्यावरण के साथ ऊष्मा विनिमय के बिना होती है।

5. पॉलीट्रोपिक प्रक्रिया।वह प्रक्रिया जिसके द्वारा किसी गैस की ऊष्मा क्षमता स्थिर रहती है।पॉलीट्रोपिक प्रक्रिया उपरोक्त सभी प्रक्रियाओं का एक सामान्य मामला है।

6. अवोगाद्रो का नियम।समान दबाव और समान तापमान पर, विभिन्न आदर्श गैसों के समान आयतन में समान संख्या में अणु होते हैं। विभिन्न पदार्थों के एक मोल में N A . होता है= 6.02 10 23 अणु (अवोगाद्रो की संख्या)।

7. डाल्टन का नियम।आदर्श गैसों के मिश्रण का दाब उसमें शामिल गैसों के आंशिक दाब P के योग के बराबर होता है:

(1.4.6)

आंशिक दबाव P वह दबाव है जो एक दी गई गैस पूरी मात्रा पर कब्जा कर लेती है तो वह दबाव डालती है।

पर , गैस मिश्रण का दबाव।

राज्य का आदर्श गैस समीकरण निकायों के तापमान, आयतन और दबाव के संबंध को परिभाषित करता है।

• आपको अन्य दो (थर्मामीटर में प्रयुक्त) द्वारा गैस की स्थिति को दर्शाने वाली मात्राओं में से एक को निर्धारित करने की अनुमति देता है;
• निर्धारित करें कि कुछ बाहरी परिस्थितियों में प्रक्रियाएं कैसे आगे बढ़ती हैं;
• निर्धारित करें कि सिस्टम की स्थिति कैसे बदलती है यदि यह काम करता है या बाहरी निकायों से गर्मी प्राप्त करता है।

मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण (राज्य का आदर्श गैस समीकरण)

- यूनिवर्सल गैस स्थिरांक, आर = केएन ए

क्लैपेरॉन का समीकरण (संयुक्त गैस कानून)

समीकरण के विशेष मामले गैस कानून हैं जो आदर्श गैसों में आइसोप्रोसेस का वर्णन करते हैं, अर्थात। ऐसी प्रक्रियाएं जिनमें एक बंद पृथक प्रणाली में मैक्रोपैरामीटर (टी, पी, वी) में से एक स्थिर है।

समान द्रव्यमान वाली गैस के दो प्राचलों और तीसरे प्राचल के नियत मान के बीच मात्रात्मक संबंध गैस नियम कहलाते हैं।

गैस कानून

बॉयल का नियम - मैरियट

पहला गैस नियम अंग्रेजी वैज्ञानिक आर। बॉयल (1627-1691) ने 1660 में खोजा था। बॉयल के काम को "एयर स्प्रिंग से संबंधित नए प्रयोग" कहा जाता था। दरअसल, गैस एक संपीड़ित वसंत की तरह व्यवहार करती है, जैसा कि एक पारंपरिक साइकिल पंप में हवा को संपीड़ित करके देखा जा सकता है।

बॉयल ने स्थिर तापमान पर आयतन के फलन के रूप में गैस के दबाव में परिवर्तन का अध्ययन किया। एक स्थिर तापमान पर थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति को बदलने की प्रक्रिया को इज़ोटेर्मल कहा जाता है (यूनानी शब्दों से - आइसो - बराबर, थर्म - गर्मी)।

बॉयल से स्वतंत्र रूप से, थोड़ी देर बाद फ्रांसीसी वैज्ञानिक ई। मैरियट (1620-1684) उसी निष्कर्ष पर पहुंचे। इसलिए, पाए गए कानून को बॉयल-मैरियट कानून कहा गया।

किसी दिए गए द्रव्यमान की गैस के आयतन के दबाव का गुणनफल स्थिर होता है, यदि तापमान में परिवर्तन नहीं होता है

पीवी = कॉन्स्ट

गे लुसाक का नियम

एक और गैस कानून की खोज के बारे में संदेश बॉयल-मैरियोट कानून की खोज के लगभग 150 साल बाद 1802 में ही प्रकाशित हुआ था। निरंतर दबाव (और स्थिर द्रव्यमान) पर तापमान पर गैस की मात्रा की निर्भरता का निर्धारण करने वाला कानून फ्रांसीसी वैज्ञानिक गे-लुसाक (1778-1850) द्वारा स्थापित किया गया था।

स्थिर दाब पर किसी दिए गए द्रव्यमान की गैस के आयतन में आपेक्षिक परिवर्तन तापमान में परिवर्तन के समानुपाती होता है

वी = वी 0 αT

चार्ल्स कानून

एक स्थिर आयतन पर तापमान पर गैस के दबाव की निर्भरता प्रयोगात्मक रूप से फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जे। चार्ल्स (1746-1823) द्वारा 1787 में स्थापित की गई थी।

जे. चार्ल्स ने १७८७ में, यानी गे-लुसाक से पहले, लगातार दबाव में तापमान पर मात्रा की निर्भरता को भी स्थापित किया, लेकिन उन्होंने अपने कार्यों को समय पर प्रकाशित नहीं किया।

स्थिर आयतन पर गैस के दिए गए द्रव्यमान का दबाव निरपेक्ष तापमान के सीधे आनुपातिक होता है।

पी = पी 0 T

नाम	शब्दावली	चार्ट
बॉयल-मैरियट कानून - इज़ोटेर्मल प्रक्रिया	गैस के दिए गए द्रव्यमान के लिए, तापमान में परिवर्तन नहीं होने पर दबाव और आयतन का गुणनफल स्थिर रहता है
गे लुसाक का नियम - समदाब रेखीय प्रक्रिया

आइए सुनिश्चित करें कि गैस के अणु वास्तव में एक दूसरे से काफी दूर हैं ताकि गैसें अच्छी तरह से संपीड़ित हों। एक सिरिंज लें और इसके पिस्टन को लगभग सिलेंडर के बीच में रखें। हम सिरिंज के उद्घाटन को ट्यूब से जोड़ते हैं, जिसका दूसरा सिरा कसकर बंद होता है। इस प्रकार, हवा का कुछ हिस्सा प्लंजर के नीचे सिरिंज बैरल में और ट्यूब में फंस जाएगा; प्लंजर के नीचे बैरल में, कुछ हवा फंस गई है। अब हम सिरिंज के चल सवार पर भार डालते हैं। यह देखना आसान है कि पिस्टन थोड़ा गिर जाएगा। इसका मतलब है कि हवा का आयतन कम हो गया है दूसरे शब्दों में, गैसें आसानी से संकुचित हो जाती हैं। इस प्रकार, गैस के अणुओं के बीच काफी बड़े अंतराल होते हैं। पिस्टन पर भार रखने से गैस का आयतन कम हो जाता है। दूसरी ओर, वजन स्थापित करने के बाद, पिस्टन, थोड़ा नीचे गिरकर, एक नई संतुलन स्थिति में रुक जाता है। इस का मतलब है कि पिस्टन पर वायुदाब का बलबढ़ता है और फिर से भार के साथ पिस्टन के बढ़े हुए भार को संतुलित करता है। और चूंकि पिस्टन क्षेत्र अपरिवर्तित रहता है, हम एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष पर आते हैं।

जैसे-जैसे गैस का आयतन घटता है, उसका दबाव बढ़ता जाता है।

आइए याद करते हैं कि प्रयोग के दौरान गैस का द्रव्यमान और उसका तापमान अपरिवर्तित रहा... आयतन पर दबाव की निर्भरता को निम्नानुसार समझाया जा सकता है। गैस के आयतन में वृद्धि के साथ, इसके अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है। प्रत्येक अणु को अब पोत की दीवार के साथ एक प्रभाव से दूसरे तक अधिक दूरी तय करने की आवश्यकता होती है। अणुओं का औसत वेग अपरिवर्तित रहता है, जिसका अर्थ है कि गैस के अणुओं के बर्तन की दीवारों से टकराने की संभावना कम होती है, और इससे गैस के दबाव में कमी आती है। और, इसके विपरीत, गैस की मात्रा में कमी के साथ, इसके अणु अक्सर बर्तन की दीवारों से टकराते हैं, और गैस का दबाव बढ़ जाता है। गैस के आयतन में कमी के साथ, इसके अणुओं के बीच की दूरी कम हो जाती है

तापमान पर गैस के दबाव की निर्भरता

पिछले प्रयोगों में, गैस का तापमान अपरिवर्तित रहा, और हमने गैस के आयतन में परिवर्तन के कारण दबाव में परिवर्तन का अध्ययन किया। अब उस मामले पर विचार करें जहां गैस का आयतन स्थिर रहता है और गैस का तापमान बदल जाता है। इसी समय, द्रव्यमान अपरिवर्तित रहता है। एक पिस्टन के साथ एक सिलेंडर में एक निश्चित मात्रा में गैस रखकर और पिस्टन को सुरक्षित करके ऐसी स्थितियां बनाई जा सकती हैं

एक नियत आयतन वाली गैस के दिए गए द्रव्यमान के तापमान में परिवर्तन

तापमान जितना अधिक होगा, गैस के अणु जितनी तेजी से चलते हैं.

फलस्वरूप,

सबसे पहले, पोत की दीवारों पर अणुओं का प्रभाव अधिक बार होता है;

दूसरे, दीवार के खिलाफ प्रत्येक अणु के प्रभाव का औसत बल बड़ा हो जाता है। यह हमें एक और महत्वपूर्ण निष्कर्ष पर ले जाता है। जैसे-जैसे गैस का तापमान बढ़ता है, उसका दबाव बढ़ता जाता है। आइए याद रखें कि यह कथन सत्य है यदि गैस का द्रव्यमान और आयतन उसके तापमान में परिवर्तन के दौरान अपरिवर्तित रहता है।

गैसों का भंडारण और परिवहन।

मात्रा और तापमान पर गैस के दबाव की निर्भरता का उपयोग अक्सर प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में किया जाता है। यदि गैस की एक महत्वपूर्ण मात्रा को एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जाना आवश्यक है, या जब गैसों को लंबे समय तक संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है, तो उन्हें विशेष टिकाऊ धातु के जहाजों में रखा जाता है। ये बर्तन उच्च दबाव का सामना कर सकते हैं, इसलिए, विशेष पंपों की मदद से, गैस के महत्वपूर्ण द्रव्यमान को उनमें पंप किया जा सकता है, जो सामान्य परिस्थितियों में सैकड़ों गुना अधिक मात्रा में होता है। चूंकि सिलिंडरों में गैसों का दबाव कमरे के तापमान पर भी बहुत अधिक होता है, इसलिए उन्हें कभी भी गर्म नहीं करना चाहिए या किसी भी तरह से उपयोग के बाद भी उनमें छेद करने की कोशिश नहीं करनी चाहिए।

भौतिकी के गैस नियम।

गणना में वास्तविक दुनिया की भौतिकी अक्सर कुछ हद तक सरलीकृत मॉडल तक कम हो जाती है। यह दृष्टिकोण गैसों के व्यवहार के विवरण के लिए सबसे अधिक लागू होता है। प्रयोगात्मक रूप से स्थापित नियमों को विभिन्न शोधकर्ताओं ने भौतिकी के गैस कानूनों में कम कर दिया और "आइसोप्रोसेस" की अवधारणा के उद्भव के रूप में कार्य किया। यह प्रयोग का एक ऐसा मार्ग है जिसमें एक पैरामीटर स्थिर रहता है। भौतिकी के गैस नियम गैस के मूल मापदंडों के साथ काम करते हैं, अधिक सटीक रूप से, इसकी भौतिक अवस्था। तापमान, आयतन और दबाव। एक या एक से अधिक मापदंडों में परिवर्तन से संबंधित सभी प्रक्रियाओं को थर्मोडायनामिक कहा जाता है। एक समस्थानिक प्रक्रिया की अवधारणा को इस कथन तक कम कर दिया जाता है कि राज्य में किसी भी परिवर्तन के दौरान, एक पैरामीटर अपरिवर्तित रहता है। यह तथाकथित "आदर्श गैस" का व्यवहार है, जिसे कुछ आरक्षणों के साथ वास्तविक पदार्थ पर लागू किया जा सकता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वास्तव में, सब कुछ कुछ अधिक जटिल है। हालांकि, उच्च विश्वसनीयता के साथ, एक स्थिर तापमान पर गैस के व्यवहार को बॉयल-मैरियोट कानून का उपयोग करने की विशेषता है, जिसमें कहा गया है:

आयतन और गैस के दबाव का गुणनफल एक स्थिर मान है। तापमान में परिवर्तन नहीं होने पर यह कथन सत्य माना जाता है।

इस प्रक्रिया को "आइसोथर्मल" कहा जाता है। इस मामले में, तीन जांच किए गए मापदंडों में से दो बदल जाते हैं। शारीरिक रूप से, सब कुछ सरल दिखता है। फुलाए हुए गुब्बारे को निचोड़ें। तापमान अपरिवर्तित माना जा सकता है। नतीजतन, गेंद के अंदर का दबाव घटते आयतन के साथ बढ़ेगा। दो मापदंडों के उत्पाद का मूल्य अपरिवर्तित रहेगा। उनमें से कम से कम एक का प्रारंभिक मूल्य जानकर आप आसानी से दूसरे के संकेतकों का पता लगा सकते हैं। "भौतिकी के गैस नियमों" की सूची में एक और नियम एक ही दबाव में गैस की मात्रा और उसके तापमान में परिवर्तन है। इसे "आइसोबैरिक प्रक्रिया" कहा जाता है और इसे गे-लुसाक के नियम का उपयोग करके वर्णित किया गया है। गैस के आयतन और तापमान का अनुपात अपरिवर्तित रहता है। यह सच है बशर्ते कि किसी दिए गए द्रव्यमान में दबाव स्थिर हो। शारीरिक रूप से भी, सब कुछ सरल है। यदि आपने कभी गैस लाइटर चार्ज किया है या कार्बन डाइऑक्साइड अग्निशामक यंत्र का उपयोग किया है, तो आपने इस कानून का प्रभाव "लाइव" देखा है। कार्ट्रिज या आग बुझाने के यंत्र से निकलने वाली गैस तेजी से फैलती है। इसका तापमान तेजी से गिरता है। आप अपने हाथ फ्रीज कर सकते हैं। आग बुझाने के मामले में, कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ के पूरे गुच्छे बनते हैं, जब गैस, कम तापमान के प्रभाव में, जल्दी से गैसीय से ठोस अवस्था में बदल जाती है। गे-लुसाक के नियम के लिए धन्यवाद, आप किसी भी समय किसी भी गैस का आयतन जानकर उसका तापमान आसानी से पता लगा सकते हैं। भौतिकी के गैस नियम भी निरंतर कब्जे वाले आयतन की स्थिति के तहत व्यवहार का वर्णन करते हैं। इस तरह की प्रक्रिया को आइसोकोरिक कहा जाता है और चार्ल्स के कानून द्वारा वर्णित किया गया है, जिसमें कहा गया है: निरंतर कब्जे वाली मात्रा के साथ, गैस के तापमान के दबाव का अनुपात किसी भी समय अपरिवर्तित रहता है।वास्तव में, हर कोई नियम जानता है: आप एयर फ्रेशनर और दबाव में गैस वाले अन्य जहाजों से डिब्बे गर्म नहीं कर सकते। मामला एक विस्फोट में समाप्त होता है। जो होता है ठीक वैसा ही चार्ल्स का नियम वर्णन करता है। तापमान बढ़ जाता है। उसी समय, दबाव बढ़ जाता है, क्योंकि मात्रा नहीं बदलती है। सिलेंडर का विनाश उस समय होता है जब संकेतक अनुमेय से अधिक हो जाते हैं। तो, कब्जे वाले स्थान और मापदंडों में से एक को जानकर, आप आसानी से दूसरे का मूल्य निर्धारित कर सकते हैं। यद्यपि भौतिकी के गैस नियम कुछ आदर्श मॉडल के व्यवहार का वर्णन करते हैं, वास्तविक प्रणालियों में गैस के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए उन्हें आसानी से लागू किया जा सकता है। विशेष रूप से रोजमर्रा की जिंदगी में, आइसोप्रोसेस आसानी से समझा सकते हैं कि एक रेफ्रिजरेटर कैसे काम करता है, एक फ्रेशनर के डिब्बे से हवा की ठंडी धारा क्यों उड़ती है, जिससे कैमरा या गेंद फट जाती है, स्प्रिंकलर कैसे काम करता है, और इसी तरह।

एमकेटी की मूल बातें।

पदार्थ का आणविक गतिज सिद्धांत- व्याख्या का तरीका थर्मल घटना, जो तापीय परिघटनाओं और प्रक्रियाओं को पदार्थ की आंतरिक संरचना की ख़ासियतों से जोड़ता है और उन कारणों का अध्ययन करता है जो तापीय गति को निर्धारित करते हैं। इस सिद्धांत को केवल २०वीं शताब्दी में मान्यता मिली, हालाँकि यह पदार्थ की संरचना के प्राचीन यूनानी परमाणु सिद्धांत से आगे बढ़ता है।

ऊष्मीय परिघटनाओं की व्याख्या पदार्थ के सूक्ष्म कणों की गति और अन्योन्यक्रिया की विशिष्टताओं द्वारा की जाती है

यह शास्त्रीय यांत्रिकी I. न्यूटन के नियमों पर आधारित है, जो सूक्ष्म कणों की गति के समीकरण को प्राप्त करने की अनुमति देता है। फिर भी, उनकी विशाल संख्या के कारण (किसी पदार्थ के 1 सेमी 3 में लगभग 10 23 अणु होते हैं), शास्त्रीय यांत्रिकी के नियमों का उपयोग करके प्रत्येक अणु या परमाणु की गति का विशिष्ट रूप से वर्णन करना असंभव है। इसलिए, गर्मी के एक आधुनिक सिद्धांत के निर्माण के लिए, गणितीय आँकड़ों के तरीकों का उपयोग किया जाता है, जो महत्वपूर्ण संख्या में सूक्ष्म कणों के व्यवहार की नियमितता के आधार पर थर्मल घटना के पाठ्यक्रम की व्याख्या करते हैं।

आणविक गतिज सिद्धांत बड़ी संख्या में अणुओं के लिए गति के सामान्यीकृत समीकरणों के आधार पर निर्मित।

आणविक गतिज सिद्धांतपदार्थ की आंतरिक संरचना के बारे में विचारों के दृष्टिकोण से ऊष्मीय घटनाओं की व्याख्या करता है, अर्थात उनकी प्रकृति को स्पष्ट करता है। यह एक गहरा, यद्यपि अधिक जटिल सिद्धांत है जो थर्मल घटना के सार की व्याख्या करता है और ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों को निर्धारित करता है।

दोनों मौजूदा दृष्टिकोण - थर्मोडायनामिक दृष्टिकोणतथा आणविक गतिज सिद्धांत- वैज्ञानिक रूप से सिद्ध और परस्पर एक दूसरे के पूरक हैं, और एक दूसरे का खंडन नहीं करते हैं। इस संबंध में, थर्मल घटना और प्रक्रियाओं का अध्ययन आमतौर पर आणविक भौतिकी या थर्मोडायनामिक्स के दृष्टिकोण से माना जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि सामग्री को प्रस्तुत करना कितना आसान है।

थर्मोडायनामिक और आणविक गतिज दृष्टिकोण व्याख्या करते समय एक दूसरे के पूरक होते हैं थर्मल घटनाएं और प्रक्रियाएं।

सिलेंडर में हवा की मात्रा सिलेंडर के आयतन, हवा के दबाव और उसके तापमान पर निर्भर करती है। एक स्थिर तापमान पर वायुदाब और उसके आयतन के बीच संबंध संबंध द्वारा निर्धारित होता है

जहाँ р1 और р2 - प्रारंभिक और अंतिम निरपेक्ष दबाव, kgf / cm²;

V1 और V2 - प्रारंभिक और अंतिम वायु मात्रा, एल। एक स्थिर आयतन के साथ वायुदाब और वायु तापमान के बीच संबंध संबंध द्वारा निर्धारित किया जाता है

इन निर्भरताओं का उपयोग करके, वायु-श्वास तंत्र को चार्ज करने और संचालित करने की प्रक्रिया में आने वाली विभिन्न समस्याओं को हल करना संभव है।

उदाहरण 4.1।उपकरण सिलेंडर की कुल क्षमता 14 लीटर है, उनमें अतिरिक्त वायु दाब (मैनोमीटर के अनुसार) 200 kgf / cm² है। मुक्त हवा का आयतन निर्धारित करें, अर्थात आयतन को सामान्य (वायुमंडलीय) स्थितियों में घटाया जाए।

समाधान।वायुमंडलीय वायु का प्रारंभिक निरपेक्ष दबाव p1 = 1 kgf / cm²। संपीड़ित हवा का अंतिम निरपेक्ष दबाव p2 = 200 + 1 = 201 kgf / cm²। संपीड़ित हवा का अंतिम आयतन V 2 = 14 l। (४.१) के अनुसार सिलिंडरों में फ्री एयर वॉल्यूम

समाधान।(४.१) के अनुसार परिवहन और हार्डवेयर सिलेंडर की प्रणाली में मुक्त हवा की कुल मात्रा

इस उदाहरण को सूत्र द्वारा निरपेक्ष दबाव की गणना करते हुए एक चरण में हल किया जा सकता है

समाधान।सिलेंडरों में प्रारंभिक निरपेक्ष वायुदाब p1 = 200 + 1 = 201 kgf / cm², अंतिम निरपेक्ष दबाव р2 = 179 + 1 = 180 kgf / cm²। सिलेंडरों में प्रारंभिक हवा का तापमान t1 = + 17 ° , अंतिम t2 = - 13 ° С। (4.2) के अनुसार सिलेंडरों में अंतिम निरपेक्ष वायु दाब की गणना

उदाहरण 4.4।एक पानी के नीचे तैराक 40 मीटर की डाइविंग गहराई के दबाव में संपीड़ित 30 एल / मिनट हवा की खपत करता है। मुक्त हवा के प्रवाह को निर्धारित करें, यानी वायुमंडलीय दबाव में रूपांतरण करें।

समाधान।प्रारंभिक (वायुमंडलीय) पूर्ण वायुदाब p1 = l kgf / cm²। (1.2) p2 = 1 + 0.1 * 40 = 5 kgf / cm² के अनुसार संपीड़ित हवा का अंतिम निरपेक्ष दबाव। अंतिम संपीड़ित हवा की खपत V2 = 30 l / मिनट। (४.१) के अनुसार मुफ्त हवा की खपत