Ле-Шателье–Браун принципі

Француз ғалымы Ле-Шателье 1884 жылы және кең мағынада неміс ғалымы Браун 1887 жылы тұжырымдаған термодинамикалық тепе теңдік принципін қарастырайық. Бұл принцип сыртқы әсерден орнықты тепе теңдік күйінен шығарылған жүйедегі процестің өту бағытын алдын ала анықтауға мүмкіндік береді. Ле-Шателье–Браун принципі термодинамиканың екінші бастамасы сияқты жүйенің параметрлерінің сандық мәндерінің өзгерістерін анықтауға мүмкіндік бермейді. Ле-Шателье–Браун принципінің орындалуы үшін сыртқы әсерден тепе теңсіздік күйге көшірілетін жүйенің бастапқы тепе тең күйі орнықты болуы қажет. Ле-Шателье–Браун принципі электродинамикадағы индукциялық токтың бағытын анықтайтын Ленц ережесінің жалпы тұжырымдамасы ретінде тұжырымдалған. Ле-Шателье–Браун принципі: Егер жүйе орнықты тепе тең күйде болса, онда қандай да бір сыртқы әсерден немесе басқа алғашқы процестен туындаған жүйедегі процесс, сыртқы әсер немесе алғашқы процесс тудырған өзгерістерді жоюға бағытталады.

Ле-Шателье және Браун өздері тұжырымдаған жалпы ереженің дербес жағдайлары болып табылатын көптеген мысалдар қарастырып негізінен индуктивтік әдісті қолданған. Алайда олардың берген тұжырымдамасы, әрбір жеке жағдай үшін оңай қолданарлықтай айқын болмады. Ле-Шателье–Браун принципіндегі айқынсыздықтан құтылу үшін және оның дәл математикалық формуласын анықтау үшін §43-та келтірілген шарттарды қолдануға болады.

 

 

Газдардағы тасымалдау құбылыстары

§44. Еркін жүрудің орташа жолы

1. Газ молекулаларының жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы (16.8) формуламен анықталады. Бөлме температурасында көптеген молекулалардың жылдамдығы мылтық оғының жылдамдығындай болады. Мысалы, 0ºС-де сутегі, азот және оттегі молекулаларының жылдамдықтары сәйкесінше – 1700 м/с, 455 м/с және 425 м/с болады. Егер молекулалар жылдамдығы осыншалықты үлкен мәндерге ие болса, онда иіссудың иісі бөлменің бір бұрышынан екінші бұрышына бір сәтте жетуі керек. Шын мәнінде иістің жету уақыты бағытты ауа ағыны болмаған жағдайда ондаған минуттар болады. Иіс өте баяу жүретін диффузия процесі арқылы тарайды.

2. Диффузия құбылысының және басқа да құбылыстардың баяу жүру себебін Клаузиус молекулалардың соқтығысуларымен түсіндірді. Газ молекулалары үнемі еркін жүрмейді, олар үнемі басқа молекулалармен соқтығыса қозғалады. Молекулалар бір соқтығысудан екінші соқтысуға дейін өте қысқа уақыт аралығында өте аз жолды еркін жүреді. Соқтығысу кезінде молекулалардың жылдамдығы модулі бойынша және бағыты бойынша өзгереді. Осының нәтижесінде молекулалардың траекториясы түзу сызық емес, көптеген сыну нүктелері бар сызық түрінде болады. Молекулалар әрі-бері ретсіз қозғалып, белгіленген бағытта өте аз орын ауыстырады. Осы құбылысты толық сипаттау үшін Клаузиус еркін жүрудің орташа ұзындығы түсінігін енгізді.

Нақты газдар

§45.

§46.

Сұйықтар

Заттың агрегаттық үш күйі болатындығы белгілі: газ тәріздес;сұйық жәнеқатты. Газдардың молекулаларына алыстан әсерлесу принципі тән. Ал, қатты денелердің атомдары (молекулалары немесе иондары) алыстан да жақыннан да әсерлеседі. Сұйықтардың молекулаларына тек қана жақыннан әсерлесу тән. Сұйық молекулалары үнемі секірмелі қозғалыс жасап Броундық қозғалыста орын ауыстырады. Сұйық молекулаларының орналасуы бей-берекет. Сұйық өзі құйылған ыдыстың төмен жағында орналасады. Сұйық молекулаларының өзара әсерлесуіне байланысты оларға басқаша құбылыстар тән.