गैसीय अवस्था में अणुओं की दूरी। अणुओं के बीच की दूरी पर आणविक बलों की निर्भरता का एक ग्राफ। ठोस की सामान्य अवधारणाएँ

इस दूरी का अनुमान पदार्थ के घनत्व और के घनत्व को जानकर लगाया जा सकता है दाढ़ जन. एकाग्रता -प्रति इकाई आयतन में कणों की संख्या घनत्व, दाढ़ द्रव्यमान और अवोगाद्रो संख्या के अनुपात से संबंधित है:

पदार्थ का घनत्व कहाँ है।

एकाग्रता का व्युत्क्रम प्रति मात्रा मात्रा है एककण, और कणों के बीच की दूरी, इस प्रकार कणों के बीच की दूरी:

तरल और ठोस के लिए, घनत्व कमजोर रूप से तापमान और दबाव पर निर्भर करता है, इसलिए यह व्यावहारिक रूप से स्थिर है और लगभग बराबर है, अर्थात। अणुओं के बीच की दूरी स्वयं अणुओं के आकार के क्रम की होती है।

गैस का घनत्व अत्यधिक दबाव और तापमान पर निर्भर करता है। पर सामान्य स्थिति(दबाव, तापमान 273 K) हवा का घनत्व लगभग 1 किग्रा / मी 3 है, वायु का दाढ़ द्रव्यमान 0.029 किग्रा / मोल है, तो सूत्र द्वारा अनुमान (5.6) मान देता है। इस प्रकार, गैसों में, अणुओं के बीच की दूरी स्वयं अणुओं के आयामों की तुलना में बहुत अधिक होती है।

काम का अंत -

यह विषय अनुभाग से संबंधित है:

भौतिक विज्ञान

संघीय राज्य बजटीय शैक्षिक संस्था.. उच्चतर व्यावसायिक शिक्षा.. ऑरेनबर्ग स्टेट इंस्टीट्यूट ऑफ मैनेजमेंट ..

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गैर-सापेक्ष यांत्रिकी की भौतिक नींव
यांत्रिकी यांत्रिक गति का अध्ययन करता है। यांत्रिक गति अन्य निकायों या निकायों के अंगों के सापेक्ष निकायों या निकायों के अंगों की स्थिति में परिवर्तन है।

सामग्री बिंदु कीनेमेटीक्स। कठोर शरीर कीनेमेटीक्स
किनेमेटिक्स में एक भौतिक बिंदु की गति को निर्दिष्ट करने के तरीके। बुनियादी गतिज पैरामीटर: प्रक्षेपवक्र, पथ, विस्थापन, गति, सामान्य, स्पर्शरेखा और कुल त्वरण

एक भौतिक बिंदु की गतिशीलता और एक कठोर शरीर की अनुवाद गति
निकायों की जड़ता। वज़न। धड़कन। निकायों की परस्पर क्रिया। बल। न्यूटन के नियम। यांत्रिकी में बलों के प्रकार। गुरुत्वाकर्षण बल। समर्थन प्रतिक्रिया और वजन। लोच की ताकत। घर्षण बल। लोचदार ठोस का विरूपण। हे

घूर्णी गतिकी
बिल्कुल कठोर शरीर की घूर्णी गति की गतिशीलता का मूल समीकरण। शक्ति का क्षण। बिंदु और अक्ष के सापेक्ष आवेग का क्षण। मुख्य के सापेक्ष एक कठोर शरीर की जड़ता का क्षण

यांत्रिकी में संरक्षण और गति के परिवर्तन और कोणीय गति के नियम
दूरभाष प्रणाली निकायों के किसी भी समूह को शरीर प्रणाली कहा जाता है। यदि सिस्टम में शामिल निकाय अन्य निकायों से प्रभावित नहीं हैं जो शामिल नहीं हैं

यांत्रिकी में कार्य और शक्ति
कार्य और बल की शक्ति और बलों का क्षण। ; ; ; ; ; यांत्रिक कार्यऔर संभावित ऊर्जा

ऊर्जा एलजीओ
किसी भी संभावित कुएं में गति एक दोलनशील गति है (चित्र 2.1.1)। चित्र 2.1.1। एक संभावित कुएं में थरथरानवाला गति

स्प्रिंग पेंडुलम
स्प्रिंग लोलक के दोलनों की ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन का नियम (चित्र 2.1.2): EPmax = EP + EK =

भौतिक लोलक
एक भौतिक लोलक की दोलन ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन का नियम (चित्र 2.1.3): अंजीर। 2.1.3. भौतिक लोलक: - बिंदु

भौतिक लोलक
एक बिल्कुल कठोर शरीर की घूर्णी गति की गतिकी के मूल नियम का समीकरण:। (2.1.33) चूंकि एक भौतिक पेंडुलम (चित्र 2.1.6) के लिए, तब।

वसंत और भौतिक (गणितीय) पेंडुलम
मनमानी दोलन प्रणालियों के लिए, प्राकृतिक दोलनों के अंतर समीकरण का रूप है:। (2.1.43) समय पर विस्थापन की निर्भरता (चित्र 2.1.7)

कंपन का जोड़
एक ही दिशा के कंपनों का जोड़ दो हार्मोनिक कंपनों और समान आवृत्ति के योग पर विचार करें। दोलन करने वाले पिंड का विस्थापन x, विस्थापनों का योग होगा xl

क्षीणन मोड
β < ω0 – квазипериодический колебательный режим (рис. 2.2.2). Рис. 2.2.2. График затухающих колебаний

नम दोलन पैरामीटर
अवमंदन गुणांक b यदि कुछ समय के लिए कंपन आयाम e के गुणक से कम हो जाता है, तो। फिर, आह, ट्रेस

स्प्रिंग पेंडुलम
न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार:, (2.2.17) जहां (2.2.18) एक बाहरी आवर्त बल है जो स्प्रिंग लोलक पर कार्य करता है।

मजबूर निरंतर दोलन स्थापित करने की प्रक्रिया
मजबूर निरंतर दोलनों को स्थापित करने की प्रक्रिया को दो दोलनों को जोड़ने की प्रक्रिया के रूप में दर्शाया जा सकता है: 1. नम दोलन (चित्र। 2.2.8); ; और नायब

सापेक्षता के विशेष सिद्धांत की मूल बातें
सापेक्षता के विशेष सिद्धांत की नींव। निर्देशांक और समय परिवर्तन (1) जब t = t '= 0, दोनों प्रणालियों के निर्देशांक की उत्पत्ति मेल खाती है: x0

विद्युत शुल्क। शुल्क प्राप्त करने के तरीके। इलेक्ट्रिक चार्ज संरक्षण कानून
प्रकृति में, दो प्रकार के विद्युत आवेश होते हैं, जिन्हें पारंपरिक रूप से धनात्मक और ऋणात्मक कहा जाता है। ऐतिहासिक रूप से, भोर को सकारात्मक कहने की प्रथा है।

विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया। कूलम्ब का नियम। विस्तारित आवेशित पिंडों की परस्पर क्रिया बलों की गणना के लिए कूलम्ब के नियम का अनुप्रयोग
विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया का नियम 1785 में चार्ल्स कूलम्ब (कूलम्ब श।, 1736-1806) द्वारा स्थापित किया गया था। पेंडेंट ने वेग के आधार पर दो छोटी आवेशित गेंदों के परस्पर क्रिया बल को मापा

विद्युत क्षेत्र। विद्युत क्षेत्र की ताकत। विद्युत क्षेत्रों के अध्यारोपण का सिद्धांत
विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया आवेशित कणों द्वारा उत्पन्न एक विशेष प्रकार के पदार्थ के माध्यम से होती है - एक विद्युत क्षेत्र। इलेक्ट्रिक चार्ज गुण बदलते हैं

निर्वात में इलेक्ट्रोस्टैटिक्स के मूल समीकरण। विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर प्रवाह। गॉस की प्रमेय
परिभाषा के अनुसार, क्षेत्र के माध्यम से एक वेक्टर क्षेत्र के प्रवाह को मात्रा कहा जाता है (चित्र 2.1) चित्र 2.1। वेक्टर के प्रवाह की परिभाषा के लिए।

विद्युत क्षेत्र की गणना के लिए गॉस प्रमेय का अनुप्रयोग
कई मामलों में, गॉस का प्रमेय किसी को ताकत खोजने की अनुमति देता है विद्युत क्षेत्रबोझिल अभिन्नों की गणना का सहारा लिए बिना विस्तारित आवेशित निकाय। यह आमतौर पर उन निकायों को संदर्भित करता है जिनके ज्यामिति

क्षेत्र का कार्य आवेश को स्थानांतरित करने के लिए बाध्य करता है। विद्युत क्षेत्र का संभावित और संभावित अंतर
कूलम्ब के नियम के अनुसार, अन्य आवेशों द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र में एक बिंदु आवेश q पर कार्य करने वाला बल केंद्रीय होता है। स्मरण रहे कि केंद्रीय

विद्युत क्षेत्र की शक्ति और क्षमता के बीच संबंध। क्षमता का ढाल। विद्युत क्षेत्र परिसंचरण प्रमेय
तनाव और क्षमता एक ही वस्तु की दो विशेषताएं हैं - एक विद्युत क्षेत्र, इसलिए उनके बीच एक कार्यात्मक संबंध होना चाहिए। दरअसल, के साथ काम करना

सरलतम विद्युत क्षेत्रों की क्षमता
उस संबंध से जो विद्युत क्षेत्र की शक्ति और क्षमता के बीच संबंध को निर्धारित करता है, क्षेत्र की क्षमता की गणना के लिए सूत्र निम्नानुसार है: जहां एकीकरण किया जाता है

डाइलेक्ट्रिक्स का ध्रुवीकरण। नि: शुल्क और बाध्य शुल्क। डाइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण के मुख्य प्रकार
विद्युत क्षेत्र में डाइलेक्ट्रिक्स की सतह पर विद्युत आवेशों के प्रकट होने की घटना को ध्रुवीकरण कहा जाता है। परिणामी शुल्क ध्रुवीकरण हैं

ध्रुवीकरण वेक्टर और विद्युत प्रेरण वेक्टर
डाइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण को मात्रात्मक रूप से चिह्नित करने के लिए, ध्रुवीकरण वेक्टर की अवधारणा को ढांकता हुआ के प्रति इकाई मात्रा में सभी अणुओं के कुल (कुल) द्विध्रुवीय क्षण के रूप में पेश किया जाता है।

एक ढांकता हुआ में विद्युत क्षेत्र की ताकत
सुपरपोजिशन के सिद्धांत के अनुसार, ढांकता हुआ में विद्युत क्षेत्र बाहरी क्षेत्र का वेक्टर योग और ध्रुवीकरण शुल्क का क्षेत्र है (चित्र। 3.11)। या निरपेक्ष मूल्य में

एक विद्युत क्षेत्र के लिए सीमा की स्थिति
अलग-अलग पारगम्यता ε1 और 2 (चित्र 3.12) के साथ दो डाइलेक्ट्रिक्स के इंटरफेस को पार करते समय, सीमा को ध्यान में रखना आवश्यक है

कंडक्टरों की विद्युत क्षमता। संधारित्र
एक एकान्त चालक को लगाया गया आवेश q, इसके चारों ओर एक विद्युत क्षेत्र बनाता है, जिसकी शक्ति आवेश के परिमाण के समानुपाती होती है। क्षेत्र की क्षमता φ, बदले में, संबंधित है

साधारण संधारित्रों की धारिता की गणना
परिभाषा के अनुसार, एक संधारित्र की धारिता है:, जहां (संधारित्र की प्लेटों के बीच क्षेत्र के बल की रेखा के साथ समाकलन लिया जाता है)। अत, सामान्य सूत्रई की गणना करने के लिए

स्थिर बिंदु आवेशों की प्रणाली की ऊर्जा
जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, जिन बलों के साथ आवेशित पिंड परस्पर क्रिया करते हैं, वे संभावित हैं। नतीजतन, आवेशित निकायों की प्रणाली में संभावित ऊर्जा होती है। जब आरोप हटा दिए जाते हैं

वर्तमान विशेषताएं। ताकत और वर्तमान घनत्व। धारा के साथ एक कंडक्टर के साथ संभावित गिरावट
आवेशों के किसी क्रमित संचलन को विद्युत धारा कहते हैं। मीडिया के संचालन में चार्ज वाहक इलेक्ट्रॉन, आयन, "छेद" और यहां तक ​​​​कि मैक्रोस्कोपिक रूप से भी हो सकते हैं

एक श्रृंखला के सजातीय खंड के लिए ओम का नियम। कंडक्टर प्रतिरोध
संभावित ड्रॉप के बीच - वोल्टेज यू और कंडक्टर I में वर्तमान, एक कार्यात्मक निर्भरता है, जिसे इस पी की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता कहा जाता है

किसी चालक में विद्युत धारा प्रवाहित होने के लिए यह आवश्यक है कि उसके सिरों पर विभवान्तर बना रहे। जाहिर है, इस उद्देश्य के लिए एक चार्ज कैपेसिटर का उपयोग नहीं किया जा सकता है। कार्य

शाखित जंजीरें। किरचॉफ नियम
नोड्स वाले विद्युत परिपथ को शाखित कहा जाता है। एक नोड एक सर्किट में एक जगह है जहां तीन या अधिक कंडक्टर मिलते हैं (चित्र 5.14)।

प्रतिरोध कनेक्शन
प्रतिरोधों का संबंध क्रमानुसार, समानांतर और मिश्रित होता है। 1) सीरियल कनेक्शन। श्रृंखला में जुड़े होने पर, सभी के माध्यम से बहने वाली धारा

एक बंद सर्किट में विद्युत आवेशों को स्थानांतरित करना, वर्तमान स्रोत कार्य करता है। वर्तमान स्रोत के उपयोगी और पूर्ण कार्य में अंतर स्पष्ट कीजिए।

कंडक्टरों का करंट से इंटरेक्शन। एम्पीयर का नियम
यह जाना जाता है कि स्थायी चुंबकएक वर्तमान के साथ एक कंडक्टर पर प्रभाव पड़ता है (उदाहरण के लिए, एक वर्तमान के साथ एक फ्रेम); विपरीत घटना को भी जाना जाता है - एक स्थायी चुंबक पर वर्तमान कार्य के साथ एक कंडक्टर (उदाहरण के लिए

बायो-सावर्ट-लाप्लास कानून। चुंबकीय क्षेत्र के अध्यारोपण का सिद्धांत
गतिमान विद्युत आवेश (धाराएँ) आसपास के स्थान के गुणों को बदल देते हैं - वे इसमें एक चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं। यह क्षेत्र इस तथ्य में प्रकट होता है कि इसमें लगाए गए तार

एक चुंबकीय क्षेत्र में करंट वाला सर्किट। धारा का चुंबकीय क्षण
कई मामलों में बंद धाराओं से निपटना आवश्यक होता है, जिनके आयाम उनसे दूरी की तुलना में अवलोकन के बिंदु तक छोटे होते हैं। ऐसी धाराओं को प्राथमिक कहा जाएगा

धारा के साथ एक वृत्ताकार लूप की धुरी पर चुंबकीय क्षेत्र
बायो-सावर्ट-लाप्लास कानून के अनुसार, वर्तमान तत्व dl द्वारा उससे r दूरी पर बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण है, जहां α वर्तमान तत्व और त्रिज्या के बीच का कोण है

एक चुंबकीय क्षेत्र में एक धारा के साथ एक सर्किट पर अभिनय करने वाले बलों का क्षण
हम प्रेरण के साथ एक समान चुंबकीय क्षेत्र में एक फ्लैट आयताकार समोच्च (फ्रेम) को एक धारा के साथ रखते हैं (चित्र 9.2)।

एक चुंबकीय क्षेत्र में एक धारा के साथ एक सर्किट की ऊर्जा
चुंबकीय क्षेत्र में रखे करंट वाले सर्किट में ऊर्जा का भंडार होता है। दरअसल, चुंबकीय क्षेत्र में इसके घूमने की दिशा के विपरीत दिशा में किसी कोण से करंट के साथ सर्किट को घुमाने के लिए

एक अमानवीय चुंबकीय क्षेत्र में धारा के साथ परिपथ
यदि करंट वाला सर्किट एक असमान चुंबकीय क्षेत्र (चित्र 9.4) में है, तो, टॉर्क के अलावा, यह चुंबकीय क्षेत्र ढाल की उपस्थिति के कारण बल से भी प्रभावित होता है। इस का प्रक्षेपण

चुंबकीय क्षेत्र में करंट के साथ सर्किट को घुमाने पर किया गया कार्य
एक धारा के साथ एक कंडक्टर के एक खंड पर विचार करें जो बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में दो गाइडों के साथ स्वतंत्र रूप से घूम सकता है (चित्र 9.5)। चुंबकीय क्षेत्र को एकसमान माना जाएगा और कोण पर निर्देशित किया जाएगा

चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर का प्रवाह। मैग्नेटोस्टैटिक्स में गॉस का प्रमेय। चुंबकीय क्षेत्र की भंवर प्रकृति
किसी भी सतह S के माध्यम से एक वेक्टर के प्रवाह को इंटीग्रल कहा जाता है, जहां एक दिए गए बिंदु पर सतह S के अभिलंब पर वेक्टर का प्रक्षेपण होता है (चित्र 10.1)। चित्र 10.1। प्रति

चुंबकीय क्षेत्र परिसंचरण प्रमेय। चुंबकीय वोल्टेज
एक बंद समोच्च l के साथ चुंबकीय क्षेत्र के संचलन को समाकलन कहा जाता है:, जहां किसी दिए गए बिंदु पर समोच्च रेखा की स्पर्शरेखा की दिशा में वेक्टर का प्रक्षेपण होता है। उपयुक्त

सोलेनॉइड और टॉरॉयड चुंबकीय क्षेत्र
आइए हम प्राप्त परिणामों को एक लंबी सीधी परिनालिका और एक टॉरॉयड की धुरी पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत खोजने के लिए लागू करें। 1) एक सीधी लंबी परिनालिका की धुरी पर चुंबकीय क्षेत्र।

पदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र। एम्पीयर की आणविक धाराओं की परिकल्पना। चुंबकीयकरण वेक्टर
विभिन्न पदार्थ, एक डिग्री या किसी अन्य, चुंबकीयकरण में सक्षम हैं: यानी, चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, जिसमें उन्हें रखा जाता है, एक चुंबकीय क्षण प्राप्त करते हैं। कुछ पदार्थ

चुम्बक में चुंबकीय क्षेत्र का विवरण। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और प्रेरण। पदार्थ की चुंबकीय संवेदनशीलता और चुंबकीय पारगम्यता
चुंबकीय पदार्थ एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है जो बाहरी क्षेत्र (निर्वात में क्षेत्र) पर आरोपित होता है। दोनों क्षेत्र एक साथ परिणामी चुंबकीय क्षेत्र को प्रेरण के साथ देते हैं, और के अनुसार

चुंबकीय क्षेत्र के लिए सीमा शर्तें
विभिन्न चुंबकीय पारगम्यता μ1 और μ2 के साथ दो चुंबकों के इंटरफेस को पार करते समय, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं n . का अनुभव करती हैं

परमाणुओं और अणुओं के चुंबकीय क्षण
सभी पदार्थों के परमाणुओं में एक धनावेशित नाभिक और उसके चारों ओर ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन होते हैं। प्रत्येक परिक्रमा करने वाला इलेक्ट्रॉन बल की एक वृत्ताकार धारा बनाता है, - h

प्रतिचुंबकत्व की प्रकृति। लार्मर की प्रमेय
यदि एक परमाणु को प्रेरण के साथ एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है (चित्र। 12.1), तो बलों का एक घूर्णी क्षण एक कक्षा में घूम रहे इलेक्ट्रॉन पर कार्य करेगा, जो चुनाव के चुंबकीय क्षण को स्थापित करने का प्रयास करेगा।

परमचुंबकत्व। क्यूरी का नियम। लैंग्विन का सिद्धांत
यदि परमाणुओं का चुंबकीय क्षण गैर-शून्य है, तो पदार्थ अनुचुंबकीय है। बाहरी चुंबकीय क्षेत्र परमाणुओं के चुंबकीय क्षणों को के साथ स्थापित करता है

लौह चुंबकत्व के सिद्धांत के तत्व। विनिमय बलों की अवधारणा और फेरोमैग्नेट्स की डोमेन संरचना। क्यूरी-वीस कानून
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, फेरोमैग्नेट्स को उच्च स्तर के चुंबकीयकरण और एक गैर-रेखीय निर्भरता की विशेषता है। लौह चुम्बक के चुम्बकत्व का मुख्य वक्र

विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में आवेशित कण पर कार्य करने वाले बल। लोरेंत्ज़ बल
हम पहले से ही जानते हैं कि एक एम्पीयर बल एक चुंबकीय क्षेत्र में रखे करंट ले जाने वाले कंडक्टर पर कार्य करता है। लेकिन एक कंडक्टर में करंट आवेशों की एक निर्देशित गति है। इसलिए निष्कर्ष स्वयं ही बताता है कि बल, डी

एक समान स्थिर विद्युत क्षेत्र में आवेशित कण की गति
इस मामले में, लोरेंत्ज़ बल में केवल एक विद्युत घटक होता है। इस स्थिति में कण की गति का समीकरण है: दो स्थितियों पर विचार करें: क)

एक समान स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कण की गति
इस मामले में, लोरेंत्ज़ बल में केवल एक चुंबकीय घटक होता है। इस मामले में एक कार्टेशियन समन्वय प्रणाली में लिखे गए कण की गति का समीकरण है:।

लोरेंत्ज़ बल के व्यावहारिक अनुप्रयोग। हॉल प्रभाव
लोरेंत्ज़ बल की ज्ञात अभिव्यक्तियों में से एक 1880 में हॉल (हॉल ई।, 1855-1938) द्वारा खोजा गया प्रभाव है। _ _ _ _ _ _

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना। फैराडे का नियम और लेन्ज का नियम। प्रेरण का ईएमएफ। धातुओं में प्रेरण वर्तमान पीढ़ी का इलेक्ट्रॉनिक तंत्र
विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना की खोज 1831 में हुई थी। माइकल फैराडे (फैराडे एम।, 1791-1867), जिन्होंने स्थापित किया कि किसी भी बंद संवाहक सर्किट में जब पसीना बदलता है

आत्म-प्रेरण की घटना। कंडक्टर अधिष्ठापन
कंडक्टर में करंट में किसी भी बदलाव के साथ, उसका अपना चुंबकीय क्षेत्र भी बदल जाता है। इसके साथ, कंडक्टर के समोच्च द्वारा कवर की गई सतह को भेदने वाले चुंबकीय प्रेरण का प्रवाह भी बदल जाता है।

विद्युत परिपथों में क्षणिक प्रक्रियाएं जिनमें अधिष्ठापन होता है। बनाने और तोड़ने की अतिरिक्त धाराएं
किसी भी सर्किट में करंट में किसी भी बदलाव के साथ, उसमें सेल्फ-इंडक्शन का एक EMF उत्पन्न होता है, जो अतिरिक्त धाराओं के इस सर्किट में प्रकट होने का कारण बनता है, जिसे अतिरिक्त करंट कहा जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा। ऊर्जा घनत्व
प्रयोग में, जिसका आरेख चित्र 14.7 में दिखाया गया है, स्विच खोलने के बाद, गैल्वेनोमीटर के माध्यम से कुछ समय के लिए घटती धारा प्रवाहित होती है। इस करंट का काम बाहरी ताकतों के काम के बराबर होता है, जिसकी भूमिका ईडी द्वारा निभाई जाती है

इलेक्ट्रोस्टैटिक्स और मैग्नेटोस्टैटिक्स के मुख्य प्रमेयों की तुलना
अब तक हमने स्थैतिक विद्युत का अध्ययन किया है और चुंबकीय क्षेत्र, यानी ऐसे क्षेत्र जो स्थिर आवेशों और प्रत्यक्ष धाराओं द्वारा निर्मित होते हैं।

भंवर विद्युत क्षेत्र। मैक्सवेल का पहला समीकरण
उद्भव प्रेरण धाराचुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन के साथ एक स्थिर कंडक्टर में बाहरी बलों के सर्किट में उपस्थिति को इंगित करता है जो गति में आरोप लगाते हैं। जैसा कि हम पहले से ही

विस्थापन धारा के बारे में मैक्सवेल की परिकल्पना। विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की अंतःपरिवर्तनीयता। मैक्सवेल का तीसरा समीकरण
मैक्सवेल का मुख्य विचार विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के अंतःरूपण का विचार है। मैक्सवेल ने सुझाव दिया कि न केवल वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र स्रोत हैं

मैक्सवेल के समीकरणों का विभेदक रूप
1. स्टोक्स प्रमेय को लागू करते हुए, हम पहले मैक्सवेल समीकरण के बाईं ओर को रूप में बदलते हैं:। तब समीकरण को फिर से लिखा जा सकता है, जहां से

मैक्सवेल के समीकरणों की बंद प्रणाली। सामग्री समीकरण
मैक्सवेल के समीकरणों की प्रणाली को बंद करने के लिए, वैक्टर के बीच संबंध को इंगित करना भी आवश्यक है, और, भौतिक वातावरण के गुणों को ठोस बनाने के लिए जिसमें विद्युत

मैक्सवेल के समीकरणों के परिणाम। विद्युतचुम्बकीय तरंगें। प्रकाश की गति
तालिका 2 में दिए गए मैक्सवेल के समीकरणों से उत्पन्न होने वाले कुछ मुख्य परिणामों पर विचार करें। सबसे पहले, ध्यान दें कि ये समीकरण रैखिक हैं। इसलिए यह इस प्रकार है कि

इलेक्ट्रिक ऑसिलेटिंग सर्किट। थॉमसन का सूत्र
विद्युत चुम्बकीय कंपनइंडक्शन एल और कैपेसिटेंस सी वाले सर्किट में हो सकता है (चित्र 16.1)। ऐसे सर्किट को ऑसिलेटिंग सर्किट कहा जाता है। करने के लिए उत्साहित

मुक्त नम दोलन। दोलन सर्किट का क्यू-कारक
किसी भी वास्तविक दोलक परिपथ का प्रतिरोध होता है (चित्र 16.3)। इस तरह के सर्किट में विद्युत दोलनों की ऊर्जा धीरे-धीरे प्रतिरोध को गर्म करने, जूल गर्मी में बदलने पर खर्च होती है।

मजबूर विद्युत कंपन। वेक्टर आरेख विधि
यदि चर EMF का एक स्रोत समाई, अधिष्ठापन और प्रतिरोध (चित्र। 16.5) वाले विद्युत सर्किट के सर्किट में शामिल है, तो इसमें अपने स्वयं के भीगने वाले दोलनों के साथ,

एक थरथरानवाला सर्किट में गुंजयमान घटना। वोल्टेज की प्रतिध्वनि और धाराओं की प्रतिध्वनि
उपरोक्त सूत्रों के अनुसार, एक चर ईएमएफ आवृत्ति ω के बराबर, ऑसिलेटरी सर्किट में करंट का आयाम मान लेता है

तरंग समीकरण। तरंगों के प्रकार और विशेषताएं
अंतरिक्ष में दोलनों के प्रसार की प्रक्रिया को तरंग प्रक्रिया या केवल एक तरंग कहा जाता है। विभिन्न प्रकृति की लहरें (ध्वनि, लोचदार,

विद्युतचुम्बकीय तरंगें
यह मैक्सवेल के समीकरणों से निम्नानुसार है कि यदि एक वैकल्पिक विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र आवेशों की सहायता से उत्तेजित होता है, तो आसपास के स्थान में पारस्परिक परिवर्तनों का एक क्रम उत्पन्न होगा।

विद्युत चुम्बकीय तरंग की ऊर्जा और आवेग। पोयंटिंग वेक्टर
विद्युत चुम्बकीय तरंग का प्रसार ऊर्जा के हस्तांतरण और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के आवेग के साथ होता है। इसे सत्यापित करने के लिए, हम पहले मैक्सवेल समीकरण को अंतर से गुणा करते हैं

ठोस में लोचदार तरंगें। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के साथ सादृश्य
वितरण कानून लोचदार तरंगेंठोस परिणाम से सामान्य समीकरणएक सजातीय प्रत्यास्थ रूप से विकृत माध्यम की गति :, जहां

खड़ी तरंगें
जब समान आयाम वाली दो विरोधी तरंगों को आरोपित किया जाता है, तो खड़ी तरंगें उत्पन्न होती हैं। खड़ी तरंगों का उद्भव तब होता है, उदाहरण के लिए, जब तरंगें किसी बाधा से परावर्तित होती हैं। एन एस

डॉपलर प्रभाव
जब स्रोत और (या) ध्वनि तरंगों का रिसीवर उस माध्यम के सापेक्ष चलता है जिसमें ध्वनि का प्रसार होता है, तो रिसीवर द्वारा महसूस की जाने वाली आवृत्ति के बारे में हो सकती है

आण्विक भौतिकी और ऊष्मप्रवैगिकी
परिचय। आणविक भौतिकी का विषय और कार्य। आणविक भौतिकी बाहरी प्रभावों के तहत स्थूल वस्तुओं की स्थिति और व्यवहार का अध्ययन करती है (n

पदार्थ की मात्रा
सांख्यिकीय भौतिकी के ढांचे के भीतर विचार करने के लिए मैक्रोस्कोपिक प्रणाली में एवोगैड्रो की संख्या के बराबर कई कण होने चाहिए। अवोगाद्रो का नंबर कॉल

गैस गतिज पैरामीटर
औसत मुक्त पथ - दो क्रमिक टकरावों के बीच गैस के अणु द्वारा तय की गई औसत दूरी, सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:। (4.1.7) इस रूप में

आदर्श गैस दबाव
बर्तन की दीवार पर गैस का दबाव इसके साथ गैस के अणुओं के टकराने का परिणाम है। टक्कर होने पर प्रत्येक अणु एक निश्चित संवेग को दीवार पर स्थानांतरित करता है, इसलिए दीवार पर n . के साथ कार्य करता है

असतत यादृच्छिक चर। संभाव्यता की अवधारणा
आइए एक सरल उदाहरण का उपयोग करके संभाव्यता की अवधारणा पर विचार करें। बता दें कि बॉक्स में सफेद और काली गेंदें हैं, जो रंग को छोड़कर एक दूसरे से अलग नहीं हैं। सादगी के लिए, आप करेंगे

अणुओं का वेग वितरण
अनुभव से पता चलता है कि एक गैस के अणुओं के वेग जो एक संतुलन अवस्था में होते हैं, उनके बहुत भिन्न मान हो सकते हैं - दोनों बहुत बड़े और शून्य के करीब। आणविक वेग कर सकते हैं

आणविक गतिज सिद्धांत का मूल समीकरण
अणुओं की स्थानांतरीय गति की औसत गतिज ऊर्जा किसके बराबर होती है: (4.2.15) इस प्रकार, निरपेक्ष तापमान इनपुट की औसत गतिज ऊर्जा के समानुपाती होता है

अणु की स्वतंत्रता की डिग्री की संख्या
सूत्र (31) केवल अणु की स्थानांतरीय गति की ऊर्जा निर्धारित करता है। यह औसत गतिज ऊर्जा एक परमाणु गैस के अणुओं के पास होती है। बहुपरमाणुक अणुओं के लिए, में योगदान को ध्यान में रखना आवश्यक है

आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा
एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा अणुओं की गति की कुल गतिज ऊर्जा के बराबर होती है: एक आदर्श गैस के एक मोल की आंतरिक ऊर्जा बराबर होती है: (4.2.20) आंतरिक

बैरोमीटर का सूत्र। बोल्ट्जमान वितरण
ऊँचाई h पर वायुमंडलीय दबाव गैस की ऊपरी परतों के भार के कारण होता है। यदि हवा का तापमान T और गुरुत्वाकर्षण का त्वरण g ऊंचाई के साथ नहीं बदलता है, तो ऊंचाई पर वायुदाब P

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम। थर्मोडायनामिक प्रणाली। बाहरी और आंतरिक पैरामीटर। थर्मोडायनामिक प्रक्रिया
शब्द "ऊष्मप्रवैगिकी" ग्रीक शब्द थर्मस - गर्मी, और स्पीकर - ताकत से आया है। ऊष्मप्रवैगिकी एक विज्ञान के रूप में ऊष्मीय प्रक्रियाओं से उत्पन्न होने वाली प्रेरक शक्तियों के बारे में, कानून के बारे में उत्पन्न हुई

संतुलन अवस्था। संतुलन प्रक्रियाएं
यदि सिस्टम के सभी मापदंडों में कुछ निश्चित मान होते हैं जो लगातार बाहरी परिस्थितियों में मनमाने ढंग से लंबे समय तक स्थिर रहते हैं, तो सिस्टम की ऐसी स्थिति को संतुलन कहा जाता है, या

मेंडेलीव - क्लैपेरॉन समीकरण
थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में, एक मैक्रोस्कोपिक प्रणाली के सभी पैरामीटर अपरिवर्तित बाहरी परिस्थितियों में मनमाने ढंग से लंबे समय तक अपरिवर्तित रहते हैं। प्रयोग से पता चलता है कि किसी के लिए

थर्मोडायनामिक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा
थर्मोडायनामिक मापदंडों पी, वी और टी के अलावा, एक थर्मोडायनामिक प्रणाली को राज्य यू के एक निश्चित कार्य की विशेषता है, जिसे आंतरिक ऊर्जा कहा जाता है। यदि निरूपित

ताप क्षमता अवधारणा
ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार, निकाय को दी जाने वाली ऊष्मा dQ की मात्रा उसकी आंतरिक ऊर्जा dU और कार्य dA को बदलने के लिए जाती है जो निकाय बाह्य m पर करता है।

व्याख्यान पाठ
द्वारा संकलित: सोनिया फरितोव्ना गुमरोवा यह पुस्तक लेखक के संस्करण सबप में प्रकाशित हुई है। 00.000.00 मुद्रित करने के लिए। प्रारूप 60x84 1/16। बूम। हे

एमकेटी के गैस कानून और बुनियादी सिद्धांत।

यदि गैस पर्याप्त रूप से दुर्लभ है (और यह एक सामान्य बात है, हमें अक्सर दुर्लभ गैसों से निपटना पड़ता है), तो लगभग कोई भी गणना दबाव पी, वॉल्यूम वी, गैस की मात्रा ν और तापमान टी को जोड़ने वाले सूत्र का उपयोग करके की जाती है - यह प्रसिद्ध "समीकरण आदर्श गैस अवस्था »पी · वी = · आर · टी है। इन राशियों में से एक कैसे ज्ञात करें, यदि अन्य सभी दी गई हैं, तो यह काफी सरल और समझने योग्य है। लेकिन आप समस्या को इस तरह से तैयार कर सकते हैं कि प्रश्न किसी अन्य मात्रा के बारे में होगा - उदाहरण के लिए, गैस घनत्व के बारे में। तो, कार्य 300K के तापमान पर नाइट्रोजन का घनत्व और 0.2 atm का दबाव ज्ञात करना है। आइए इसे हल करें। स्थिति को देखते हुए, गैस बल्कि दुर्लभ है (हवा, जिसमें 80% नाइट्रोजन होता है और काफी उच्च दबाव पर दुर्लभ माना जा सकता है, हम इसे स्वतंत्र रूप से सांस लेते हैं और आसानी से इसके माध्यम से गुजरते हैं), और यदि ऐसा नहीं होता है, तो हम नहीं करते हैं अन्य फ़ार्मुलों की परवाह नहीं - हम इसका उपयोग करते हैं, प्रिय। शर्त गैस के किसी भी हिस्से की मात्रा निर्दिष्ट नहीं करती है, हम इसे स्वयं सेट करेंगे। आइए 1 घन मीटर नाइट्रोजन लें और इस आयतन में गैस की मात्रा ज्ञात करें। नाइट्रोजन एम = 0.028 किग्रा / मोल के दाढ़ द्रव्यमान को जानने के बाद, हम इस हिस्से का द्रव्यमान पाते हैं - और समस्या हल हो जाती है। गैस की मात्रा = पी वी / आर टी, द्रव्यमान एम = ν एम = एम पी वी / आर टी, इसलिए घनत्व ρ = एम / वी = एम पी / आर टी = 0.028 20000 / ( 8.3 300) ≈ 0.2 किग्रा / एम 3। हमारे द्वारा चुना गया वॉल्यूम कभी भी उत्तर में शामिल नहीं था, हमने इसे संक्षिप्तता के लिए चुना - इस तरह से तर्क करना आसान है, क्योंकि आपको तुरंत यह महसूस करने की आवश्यकता नहीं है कि वॉल्यूम कुछ भी हो सकता है, लेकिन घनत्व समान होगा। हालांकि, यह पता लगाना संभव है - "वॉल्यूम लेना, कहें, पांच गुना अधिक, हम गैस की मात्रा को ठीक पांच गुना बढ़ा देंगे, इसलिए, कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम कितना वॉल्यूम लेते हैं, घनत्व समान होगा"। आप बस अपने पसंदीदा सूत्र को गैस के एक हिस्से के द्रव्यमान और उसके दाढ़ द्रव्यमान के माध्यम से गैस की मात्रा के लिए अभिव्यक्ति को प्रतिस्थापित करके फिर से लिख सकते हैं: = एम / एम, फिर अनुपात एम / वी = एमपी / आरटी तुरंत व्यक्त किया जाता है, और यह घनत्व है ... आप गैस का एक मोल ले सकते हैं और उसका आयतन ज्ञात कर सकते हैं, जिसके बाद घनत्व तुरंत मिल जाता है, क्योंकि मोल का द्रव्यमान ज्ञात होता है। सामान्य तौर पर, कार्य जितना सरल होता है, उसे हल करने के उतने ही समान और सुंदर तरीके ...
यहां एक और समस्या है जहां प्रश्न अप्रत्याशित लग सकता है: 20 मीटर की ऊंचाई पर और जमीन के स्तर से 50 मीटर की ऊंचाई पर हवा के दबाव में अंतर पाएं। तापमान 00C, दबाव 1 एटीएम। समाधान: यदि हम इन परिस्थितियों में वायु घनत्व पाते हैं, तो दबाव अंतर ∆P = ρ · g · H। हम घनत्व को उसी तरह पाते हैं जैसे पिछली समस्या में, केवल कठिनाई यह है कि हवा गैसों का मिश्रण है। यह मानते हुए कि इसमें 80% नाइट्रोजन और 20% ऑक्सीजन है, हम मिश्रण के एक मोल का द्रव्यमान ज्ञात करते हैं: m = 0.8 · 0.028 + 0.2 · 0.032 ≈ 0.029 किग्रा। इस तिल का आयतन V = R · T / P है और घनत्व इन दोनों राशियों के अनुपात के रूप में पाया जाता है। तब सब कुछ स्पष्ट है, उत्तर लगभग 35 पा होगा।
गैस के घनत्व की गणना भी करनी होगी, उदाहरण के लिए, किसी दिए गए आयतन के गुब्बारे की भारोत्तोलन शक्ति, जब एक निश्चित समय के लिए पानी के नीचे सांस लेने के लिए आवश्यक स्कूबा सिलेंडरों में हवा की मात्रा की गणना करते समय, गणना करते समय मरुस्थल में पारा वाष्प की एक निश्चित मात्रा को ले जाने के लिए आवश्यक गधों की संख्या, और कई अन्य मामलों में।
लेकिन कार्य अधिक जटिल है: एक इलेक्ट्रिक केतली मेज पर शोर से उबल रही है, बिजली की खपत 1000 डब्ल्यू है, दक्षता है हीटर 75% (बाकी आसपास के स्थान में "चला जाता है")। नाक से - "नाक" का क्षेत्र 1 सेमी 2 है - इस जेट में गैस के वेग का अनुमान लगाने के लिए भाप का एक जेट उत्सर्जित होता है। तालिकाओं से सभी आवश्यक डेटा लें।
समाधान। हम मान लेंगे कि पानी के ऊपर केतली में संतृप्त भाप बनती है, तो संतृप्त जल वाष्प का एक जेट + 1000C टोंटी से बाहर निकलेगा। इस तरह के वाष्प का दबाव 1 एटीएम के बराबर होता है, इसका घनत्व खोजना आसान होता है। वाष्पीकरण की शक्ति P = 0.75 P0 = 750 W और वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा (वाष्पीकरण) r = 2300 kJ / kg जानने के बाद, हम समय के दौरान उत्पन्न भाप का द्रव्यमान τ: m = 0.75P0 / r पाएंगे। हम घनत्व जानते हैं, तो भाप की इस मात्रा का आयतन ज्ञात करना आसान है। बाकी पहले से ही स्पष्ट है - हम इस वॉल्यूम को 1 सेमी 2 के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ एक कॉलम के रूप में प्रस्तुत करते हैं, इस कॉलम की लंबाई को से विभाजित करके हमें प्रस्थान की गति मिलेगी (ऐसी लंबाई एक में उड़ जाती है) दूसरा)। तो, टीपोट टोंटी से जेट प्रस्थान की गति V = m / (ρ S ) = 0.75P0 / (r ρ S τ) = 0.75P0 R T / (r P M S) = 750 8.3 373 / (2.3 106) है 1 105 0.018 1 10-4) 5 मी/से.
(सी) ज़िल्बरमैन ए.आर.

आइए विचार करें कि अणुओं के बीच की दूरी के आधार पर, अणुओं के केंद्रों को जोड़ने वाली सीधी रेखा पर उनके बीच परिणामी अंतःक्रियात्मक बल का प्रक्षेपण कैसे बदलता है। यदि अणु अपने आकार से कई गुना अधिक दूरी पर स्थित हैं, तो उनके बीच बातचीत की ताकत व्यावहारिक रूप से प्रभावित नहीं होती है। अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की शक्तियाँ कम दूरी की होती हैं।

अणुओं के 2-3 व्यास से अधिक की दूरी पर, प्रतिकारक बल व्यावहारिक रूप से शून्य होता है। केवल गुरुत्वाकर्षण बल ही ध्यान देने योग्य है। जैसे-जैसे दूरी कम होती जाती है, आकर्षण बल बढ़ता जाता है और साथ ही प्रतिकर्षण बल भी प्रभावित होने लगता है। यह बल बहुत तेजी से बढ़ता है जब अणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले ओवरलैप होने लगते हैं।

चित्र 2.10 रेखांकन द्वारा प्रक्षेपण की निर्भरता को दर्शाता है एफ आर उनके केंद्रों के बीच की दूरी से अणुओं की परस्पर क्रिया की शक्ति। दूरी पर आर 0, अणुओं की त्रिज्याओं के योग के लगभग बराबर, एफ आर = 0 क्योंकि आकर्षण बल का परिमाण प्रतिकर्षण बल के परिमाण के बराबर होता है। पर आर > आर 0 अणुओं के बीच आकर्षण बल होता है। दाहिने हाथ के अणु पर कार्य करने वाले बल का प्रक्षेपण ऋणात्मक है। पर आर < आर 0 एक सकारात्मक प्रक्षेपण मूल्य के साथ एक प्रतिकारक बल है एफ आर .

लोचदार बलों की उत्पत्ति

उनके बीच की दूरी पर अणुओं की परस्पर क्रिया की ताकतों की निर्भरता निकायों के संपीड़न और तनाव के दौरान लोचदार बल की उपस्थिति की व्याख्या करती है। यदि आप अणुओं को r0 से कम दूरी के करीब लाने की कोशिश करते हैं, तो एक बल कार्य करना शुरू कर देता है, जो दृष्टिकोण को रोकता है। इसके विपरीत, जब अणु एक दूसरे से दूर जाते हैं, तो एक आकर्षक बल कार्य करता है, बाहरी प्रभाव की समाप्ति के बाद अणुओं को उनकी मूल स्थिति में वापस कर देता है।

संतुलन की स्थिति से अणुओं के एक छोटे से विस्थापन के साथ, बढ़ते विस्थापन के साथ आकर्षण या प्रतिकर्षण बल रैखिक रूप से बढ़ते हैं। एक छोटे से खंड पर, वक्र को एक सीधी रेखा खंड माना जा सकता है (चित्र 2.10 में वक्र का मोटा खंड)। इसीलिए, छोटी विकृतियों पर, हुक का नियम सत्य हो जाता है, जिसके अनुसार लोचदार बल विरूपण के समानुपाती होता है। अणुओं के बड़े विस्थापन पर, हुक का नियम पहले से ही अनुचित है।

चूंकि शरीर की विकृति सभी अणुओं के बीच की दूरी को बदल देती है, अणुओं की पड़ोसी परतों का हिस्सा कुल विरूपण का एक महत्वहीन हिस्सा होता है। इसलिए, हुक का नियम अणुओं के आकार से लाखों गुना बड़े विकृतियों से भरा होता है।

परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी

परमाणु बल सूक्ष्मदर्शी (एएफएम) छोटी दूरी पर परमाणुओं और अणुओं के बीच प्रतिकारक बलों की क्रिया पर आधारित है। सुरंग माइक्रोस्कोप के विपरीत, यह माइक्रोस्कोप आपको गैर-प्रवाहकीय सतहों की छवियों को प्राप्त करने की अनुमति देता है। टंगस्टन टिप के बजाय, AFM हीरे के एक छोटे से टुकड़े का उपयोग करता है, जिसे परमाणु आयामों तक तेज किया जाता है। यह शार्ड एक पतले धातु धारक से जुड़ा होता है। जब टिप अध्ययन के तहत सतह के पास आती है, तो हीरे के परमाणुओं और सतह के इलेक्ट्रॉन बादल ओवरलैप होने लगते हैं और प्रतिकारक बल दिखाई देने लगते हैं। ये बल हीरे की नोक की नोक को विक्षेपित करते हैं। एक धारक से जुड़े दर्पण से परावर्तित लेजर बीम का उपयोग करके विक्षेपण को रिकॉर्ड किया जाता है। परावर्तित बीम एक पीजोइलेक्ट्रिक मैनिपुलेटर चलाता है, जो एक सुरंग माइक्रोस्कोप के मैनिपुलेटर के समान है। प्रतिक्रिया तंत्र यह सुनिश्चित करता है कि सतह के ऊपर हीरे की सुई की ऊंचाई ऐसी हो कि धारक प्लेट का झुकना अपरिवर्तित रहे।

चित्र 2.11 में, आप ऐमीनो अम्ल ऐलेनिन की बहुलक श्रृंखलाओं की AFM छवि देख सकते हैं। प्रत्येक ट्यूबरकल एक एमिनो एसिड अणु का प्रतिनिधित्व करता है।

वर्तमान में, परमाणु सूक्ष्मदर्शी को डिजाइन किया गया है, जिसका डिजाइन परमाणु के आयामों से कई गुना अधिक दूरी पर आणविक आकर्षण बलों की क्रिया पर आधारित है। ये बल AFM में प्रतिकारक बलों की तुलना में लगभग 1000 गुना कम हैं। इसलिए, बलों को पंजीकृत करने के लिए एक अधिक जटिल संवेदनशील प्रणाली का उपयोग किया जाता है।

परमाणु और अणु विद्युत आवेशित कणों से बने होते हैं। कम दूरी पर विद्युत बलों की कार्रवाई के कारण, अणु आकर्षित होते हैं, लेकिन जब परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन गोले ओवरलैप होते हैं तो वे पीछे हटना शुरू कर देते हैं।

भौतिक विज्ञान। अणु। गैसीय, तरल और ठोस दूरी में अणुओं की व्यवस्था।

1. 
   
   
2. वी गैसीय अवस्थाअणु एक दूसरे से जुड़े नहीं हैं, वे एक दूसरे से काफी दूरी पर हैं। एक प्रकार कि गति। गैस को अपेक्षाकृत आसानी से संपीड़ित किया जा सकता है।
   एक तरल में, अणु एक दूसरे के करीब होते हैं, एक साथ कंपन करते हैं। संपीड़न लगभग असंभव है।
   ठोस में - अणुओं को एक सख्त क्रम में (क्रिस्टल जाली में) व्यवस्थित किया जाता है, अणुओं की कोई भी गति अनुपस्थित होती है। वे संपीड़न के आगे नहीं झुकेंगे।
3. पदार्थ की संरचना और रसायन विज्ञान की शुरुआत:
   http://samlib.ru/a/anemow_e_m/aa0.shtml
   (पंजीकरण और एसएमएस-संदेशों के बिना, एक सुविधाजनक पाठ प्रारूप में: आप Ctrl + C का उपयोग कर सकते हैं)
4. कोई भी इस बात से सहमत नहीं हो सकता कि अणु ठोस अवस्था में नहीं चलते हैं।

   गैसों में अणुओं की गति

   गैसों में, अणुओं और परमाणुओं के बीच की दूरी आमतौर पर अणुओं के आकार से बहुत बड़ी होती है, और आकर्षण बल बहुत कम होते हैं। इसलिए, गैसों का अपना रूप और स्थिर आयतन नहीं होता है। गैसें आसानी से संकुचित हो जाती हैं क्योंकि बड़ी दूरी पर प्रतिकर्षण बल भी कम होते हैं। गैसों में अनिश्चित काल तक विस्तार करने की संपत्ति होती है, जो उन्हें प्रदान की गई संपूर्ण मात्रा को भर देती है। गैस के अणु बहुत तेज गति से चलते हैं, एक दूसरे से टकराते हैं, एक दूसरे से अलग-अलग दिशाओं में उछलते हैं। पोत की दीवारों पर अणुओं के कई प्रभाव गैस का दबाव बनाते हैं।

   द्रवों में अणुओं की गति

   तरल पदार्थों में, अणु न केवल एक संतुलन स्थिति के बारे में कंपन करते हैं, बल्कि एक संतुलन स्थिति से आसन्न स्थिति में भी कूदते हैं। ये छलांग समय-समय पर होती है। इस तरह की छलांग के बीच के समय अंतराल को औसत गतिहीन जीवन (या औसत विश्राम समय) कहा जाता है और इसे अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है? दूसरे शब्दों में, विश्राम का समय एक निश्चित संतुलन स्थिति के आसपास दोलन का समय है। कमरे के तापमान पर, यह समय औसतन 10-11 सेकेंड होता है। एक दोलन का समय 10-1210-13 s है।

   बढ़ते तापमान के साथ गतिहीन जीवन कम हो जाता है। तरल अणुओं के बीच की दूरी अणुओं के आकार से कम होती है, कण एक दूसरे के करीब स्थित होते हैं, और अंतर-आणविक आकर्षण बड़ा होता है। हालांकि, पूरे आयतन में तरल अणुओं की व्यवस्था का कड़ाई से आदेश नहीं दिया गया है।

   तरल पदार्थ, ठोस की तरह, अपना आयतन बनाए रखते हैं, लेकिन उनका अपना रूप नहीं होता है। इसलिए वे जिस बर्तन में स्थित हैं उसी का रूप धारण कर लेते हैं। तरल में तरलता जैसी संपत्ति होती है। इस संपत्ति के कारण, तरल आकार परिवर्तन का विरोध नहीं करता है, थोड़ा सिकुड़ता है, और ई भौतिक गुणएक तरल (तरल पदार्थ की आइसोट्रॉपी) के अंदर सभी दिशाओं में समान होते हैं। पहली बार, तरल पदार्थों में आणविक गति का चरित्र सोवियत भौतिक विज्ञानी याकोव इलिच फ्रेनकेल (1894 1952) द्वारा स्थापित किया गया था।

   ठोस में अणुओं की गति

   एक ठोस के अणु और परमाणु एक विशिष्ट क्रम में व्यवस्थित होते हैं और एक क्रिस्टल जाली बनाते हैं। ऐसे ठोस पदार्थ क्रिस्टलीय कहलाते हैं। परमाणु संतुलन की स्थिति के चारों ओर दोलन करते हैं, और उनके बीच का आकर्षण बहुत अधिक होता है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों में, ठोस अपना आयतन बनाए रखते हैं और उनके अपने आकार होते हैं।

5. गैसीय चाल में बेतरतीब ढंग से, कट
   लिक्विड-मूव में एक दूसरे के अनुरूप
   ठोस में, वे हिलते नहीं हैं।

1. गैसीय, तरल और ठोस निकायों की संरचना

आणविक गतिज सिद्धांत यह समझना संभव बनाता है कि कोई पदार्थ गैसीय, तरल और ठोस अवस्था में क्यों हो सकता है।
गैसें।गैसों में, परमाणुओं या अणुओं के बीच की दूरी औसतन स्वयं अणुओं के आयामों से कई गुना अधिक होती है ( चित्र 8.5) उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव पर, किसी बर्तन का आयतन उसके अणुओं के आयतन से दसियों हज़ार गुना अधिक होता है।

गैसें आसानी से संकुचित हो जाती हैं, जबकि अणुओं के बीच की औसत दूरी कम हो जाती है, लेकिन अणु का आकार नहीं बदलता है ( चित्र 8.6).

अणु अंतरिक्ष में जबरदस्त गति से चलते हैं - सैकड़ों मीटर प्रति सेकंड। जब वे टकराते हैं, तो वे बिलियर्ड गेंदों की तरह एक-दूसरे को अलग-अलग दिशाओं में उछालते हैं। गैस के अणुओं के कमजोर आकर्षण बल उन्हें एक दूसरे के करीब नहीं रख पाते हैं। इसीलिए गैसों का अनंत विस्तार हो सकता है। वे अपना आकार या आयतन बरकरार नहीं रखते हैं।
पोत की दीवारों पर अणुओं के कई प्रभाव गैस का दबाव बनाते हैं।

तरल पदार्थ... तरल अणु एक दूसरे के लगभग निकट स्थित होते हैं ( चित्र 8.7), इसलिए एक तरल अणु एक गैस अणु से अलग व्यवहार करता है। द्रवों में, तथाकथित लघु-श्रेणी क्रम होता है, अर्थात्, अणुओं की क्रमबद्ध व्यवस्था कई आणविक व्यासों के बराबर दूरी पर बनी रहती है। अणु अपनी संतुलन स्थिति के बारे में कंपन करता है, पड़ोसी अणुओं से टकराता है। केवल समय-समय पर यह एक और "कूद" करता है, संतुलन की एक नई स्थिति में आ जाता है। इस संतुलन की स्थिति में, प्रतिकर्षण बल आकर्षण बल के बराबर होता है, अर्थात अणु का कुल अंतःक्रिया बल शून्य होता है। समय गतिरहित जीवनपानी के अणु, यानी, कमरे के तापमान पर एक निश्चित संतुलन स्थिति के बारे में इसके दोलनों का समय औसतन 10 -11 s है। एक दोलन का समय बहुत कम होता है (10 -12 -10 -13 s)। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं का गतिहीन जीवन कम होता जाता है।

तरल पदार्थों में आणविक गति की प्रकृति, जिसे पहले सोवियत भौतिक विज्ञानी वाई.आई. फ्रेनकेल द्वारा स्थापित किया गया था, तरल पदार्थों के मूल गुणों को समझना संभव बनाता है।
तरल अणु सीधे एक दूसरे के बगल में स्थित होते हैं। आयतन में कमी के साथ, प्रतिकारक बल बहुत बड़े हो जाते हैं। यह समझाता है तरल पदार्थों की कम संपीड्यता.
जैसा कि ज्ञात है, तरल पदार्थ तरल होते हैं, यानी अपना आकार बरकरार नहीं रखते हैं... इस प्रकार इसे समझाया जा सकता है। बाहरी बल प्रति सेकंड अणुओं के कूदने की संख्या में कोई खास बदलाव नहीं करता है। लेकिन एक गतिहीन स्थिति से दूसरे में अणुओं की छलांग मुख्य रूप से बाहरी बल की क्रिया की दिशा में होती है ( चित्र 8.8) इसलिए द्रव बहता है और पात्र का रूप धारण कर लेता है।

ठोस शरीर।ठोस के परमाणु या अणु, तरल पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं के विपरीत, कुछ संतुलन स्थितियों के आसपास कंपन करते हैं। इस कारण से ठोस न केवल मात्रा, बल्कि आकार भी बनाए रखें... ठोस अवस्था के अणुओं की परस्पर क्रिया की स्थितिज ऊर्जा उनकी गतिज ऊर्जा से काफी अधिक होती है।
तरल और ठोस के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर है। एक तरल की तुलना लोगों की भीड़ से की जा सकती है, जहां अलग-अलग व्यक्ति बेचैन होते हैं, और एक ठोस शरीर उन्हीं व्यक्तियों के पतले समूह की तरह होता है, हालांकि वे ध्यान से खड़े नहीं होते हैं, औसतन आपस में कुछ दूरी बनाए रखते हैं . यदि आप एक ठोस के परमाणुओं या आयनों के संतुलन की स्थिति के केंद्रों को जोड़ते हैं, तो आपको एक नियमित स्थानिक जाली मिलती है, जिसे कहा जाता है क्रिस्टलीय.
चित्र 8.9 और 8.10 सोडियम क्लोराइड और हीरे के क्रिस्टल जालकों को दर्शाते हैं। क्रिस्टल परमाणुओं की व्यवस्था में आंतरिक क्रम बाहरी ज्यामितीय आकृतियों को सही करता है।

चित्र 8.11 याकूत हीरे को दर्शाता है।

एक गैस में, अणुओं के बीच की दूरी l अणुओं के आकार से बहुत बड़ी होती है r 0: " एल >> आर 0.
तरल और ठोस के लिए l≈r 0. द्रव के अणु अव्यवस्थित रूप से व्यवस्थित होते हैं और समय-समय पर एक गतिहीन स्थिति से दूसरे स्थान पर कूदते रहते हैं।
क्रिस्टलीय ठोस में, अणुओं (या परमाणुओं) को कड़ाई से व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है।

2. आणविक गतिज सिद्धांत में आदर्श गैस

भौतिकी के किसी भी क्षेत्र का अध्ययन हमेशा एक निश्चित मॉडल की शुरूआत के साथ शुरू होता है, जिसके ढांचे के भीतर अध्ययन भविष्य में आगे बढ़ता है। उदाहरण के लिए, जब हमने किनेमेटिक्स का अध्ययन किया, तो शरीर का मॉडल एक भौतिक बिंदु था, और इसी तरह। जैसा कि आपने अनुमान लगाया होगा, मॉडल कभी भी होने वाली वास्तविक प्रक्रियाओं के अनुरूप नहीं होगा, लेकिन यह अक्सर इस पत्राचार के बहुत करीब आता है।

आणविक भौतिकी, और विशेष रूप से एमकेटी, कोई अपवाद नहीं है। कई वैज्ञानिकों ने अठारहवीं शताब्दी से मॉडल का वर्णन करने की समस्या पर काम किया है: एम। लोमोनोसोव, डी। जूल, आर। क्लॉसियस (चित्र। 1)। उत्तरार्द्ध, वास्तव में, 1857 में आदर्श गैस मॉडल पेश किया। आणविक गतिज सिद्धांत के आधार पर किसी पदार्थ के मुख्य गुणों की गुणात्मक व्याख्या विशेष रूप से कठिन नहीं है। हालाँकि, प्रायोगिक रूप से मापी गई मात्राओं (दबाव, तापमान, आदि) और स्वयं अणुओं के गुणों, उनकी संख्या और गति की गति के बीच मात्रात्मक संबंध स्थापित करने वाला सिद्धांत बहुत जटिल है। साधारण दाब वाली गैस में अणुओं के बीच की दूरी उनके आकार से कई गुना अधिक होती है। इस मामले में, अणुओं की परस्पर क्रिया की शक्ति नगण्य होती है और अणुओं की गतिज ऊर्जा अंतःक्रिया की स्थितिज ऊर्जा से बहुत अधिक होती है। गैस के अणुओं को भौतिक बिंदु या बहुत छोटी ठोस गेंदों के रूप में माना जा सकता है। के बजाए असली गैस, अणुओं के बीच जिनमें परस्पर क्रिया के जटिल बल कार्य करते हैं, हम इस पर विचार करेंगे आदर्श गैस है।

आदर्श गैस- गैस मॉडल, जिसके भीतर गैस के अणुओं और परमाणुओं को बहुत छोटे (लुप्त आकार) लोचदार गेंदों के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, जो एक दूसरे के साथ (सीधे संपर्क के बिना) बातचीत नहीं करते हैं, लेकिन केवल टकराते हैं (चित्र 2 देखें)।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दुर्लभ हाइड्रोजन (बहुत कम दबाव में) आदर्श गैस मॉडल को लगभग पूरी तरह से संतुष्ट करता है।

चावल। 2.

आदर्श गैसएक गैस है, जिसके अणुओं के बीच परस्पर क्रिया नगण्य है। स्वाभाविक रूप से, जब एक आदर्श गैस के अणु टकराते हैं, तो उन पर एक प्रतिकारक बल कार्य करता है। चूंकि, मॉडल के अनुसार, हम गैस के अणुओं को भौतिक बिंदुओं के रूप में मान सकते हैं, हम अणुओं के आकार की उपेक्षा करते हैं, यह मानते हुए कि वे जिस मात्रा में रहते हैं वह पोत के आयतन से बहुत कम है।
आइए याद करें कि भौतिक मॉडल में केवल एक वास्तविक प्रणाली के उन गुणों को ध्यान में रखा जाता है, जिनका लेखा-जोखा इस प्रणाली के व्यवहार की जांच की गई नियमितताओं की व्याख्या करने के लिए नितांत आवश्यक है। कोई एकल मॉडल सिस्टम के सभी गुणों को व्यक्त नहीं कर सकता है। अब हमें एक संकीर्ण समस्या को हल करना है: आणविक-गतिज सिद्धांत का उपयोग करके एक बर्तन की दीवारों पर एक आदर्श गैस के दबाव की गणना करना। इस कार्य के लिए, आदर्श गैस मॉडल काफी संतोषजनक निकला। यह उन परिणामों की ओर ले जाता है जिनकी पुष्टि अनुभव द्वारा की जाती है।

3. आणविक गतिज सिद्धांत में गैस का दबाव गैस को बंद डिब्बे में ही रहने दें। दबाव नापने का यंत्र गैस के दबाव को दर्शाता है पी 0... यह दबाव कैसे पैदा होता है?
प्रत्येक गैस अणु, दीवार से टकराते हुए, थोड़े समय के लिए कुछ बल के साथ उस पर कार्य करता है। दीवार के खिलाफ यादृच्छिक प्रभावों के परिणामस्वरूप, समय के साथ दबाव तेजी से बदलता है, जैसा कि चित्र 8.12 में दिखाया गया है। हालांकि, व्यक्तिगत अणुओं के प्रभाव के कारण होने वाली क्रियाएं इतनी कमजोर होती हैं कि उन्हें दबाव गेज द्वारा दर्ज नहीं किया जाता है। दबाव नापने का यंत्र अपने संवेदनशील तत्व - झिल्ली के सतह क्षेत्र की प्रत्येक इकाई पर अभिनय करने वाले समय-औसत बल को रिकॉर्ड करता है। छोटे दबाव परिवर्तन के बावजूद, औसत दबाव पी 0व्यवहार में, यह एक निश्चित मूल्य साबित होता है, क्योंकि दीवार के खिलाफ बहुत सारे हिट होते हैं, और अणुओं का द्रव्यमान बहुत छोटा होता है।

आदर्श गैस वास्तविक गैस का एक मॉडल है। इस मॉडल के अनुसार, गैस के अणुओं को भौतिक बिंदुओं के रूप में माना जा सकता है, जिनकी परस्पर क्रिया तभी होती है जब वे टकराते हैं। दीवार से टकराने पर गैस के अणु उस पर दबाव डालते हैं।

4. सूक्ष्म और मैक्रो गैस पैरामीटर

अब आप एक आदर्श गैस के प्राचलों का वर्णन करना प्रारंभ कर सकते हैं। वे दो समूहों में विभाजित हैं:

आदर्श गैस पैरामीटर

यही है, माइक्रोपैरामीटर एक कण (माइक्रो-ऑब्जेक्ट) की स्थिति का वर्णन करते हैं, और मैक्रोपैरामीटर गैस (मैक्रो-ऑब्जेक्ट) के पूरे हिस्से की स्थिति का वर्णन करते हैं। आइए अब हम कुछ मापदंडों को दूसरों के साथ जोड़ने वाले संबंध या एमकेटी के मूल समीकरण को लिखें:

यहाँ: - कणों की औसत गति;

परिभाषा। - एकाग्रतागैस के कण - प्रति इकाई आयतन में कणों की संख्या; ; इकाई - ।

5. आण्विक वेग के वर्ग का औसत मान

औसत दबाव की गणना करने के लिए, आपको अणुओं के औसत वेग (अधिक सटीक रूप से, वेग के वर्ग का औसत मान) जानना होगा। यह कोई आसान सवाल नहीं है। आप इस तथ्य के अभ्यस्त हैं कि हर कण की गति होती है। अणुओं की औसत गति सभी कणों की गति पर निर्भर करती है।
औसत मान।शुरुआत से ही, गैस बनाने वाले सभी अणुओं की गति का पता लगाने के प्रयासों को छोड़ना आवश्यक है। उनमें से बहुत सारे हैं, और वे बहुत मुश्किल से चलते हैं। हमें यह जानने की जरूरत नहीं है कि प्रत्येक अणु कैसे चलता है। हमें यह पता लगाना चाहिए कि सभी गैस अणुओं की गति किस परिणाम की ओर ले जाती है।
गैस के अणुओं के पूरे सेट की गति की प्रकृति अनुभव से जानी जाती है। अणु अनियमित (थर्मल) गति में शामिल होते हैं। इसका मतलब है कि किसी भी अणु की गति बहुत अधिक और बहुत कम दोनों हो सकती है। जब वे आपस में टकराते हैं तो अणुओं की गति की दिशा लगातार बदलती रहती है।
व्यक्तिगत अणुओं की गति कोई भी हो सकती है, हालांकि औसतइन वेगों के मापांक का मान काफी निश्चित है। इसी तरह, कक्षा में छात्रों की ऊंचाई समान नहीं होती है, लेकिन इसका औसत मान एक निश्चित संख्या होती है। इस संख्या को खोजने के लिए, आपको अलग-अलग छात्रों की ऊंचाई जोड़नी होगी और इस राशि को छात्रों की संख्या से विभाजित करना होगा।
गति के वर्ग का औसत मान।भविष्य में, हमें गति के औसत मूल्य की नहीं, बल्कि गति के वर्ग की आवश्यकता है। अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा इस मान पर निर्भर करती है। और अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा, जैसा कि हम जल्द ही देखेंगे, बहुत है बडा महत्वआणविक गतिज सिद्धांत के दौरान।
आइए हम अलग-अलग गैस अणुओं के वेगों के मापांक को निरूपित करें। गति के वर्ग का औसत मान निम्न सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

कहां एन- गैस में अणुओं की संख्या।
लेकिन किसी भी सदिश के मापांक का वर्ग निर्देशांक अक्ष पर उसके प्रक्षेपणों के वर्गों के योग के बराबर होता है , Y, Z... इसीलिए

मात्राओं के औसत मूल्यों को सूत्र (8.9) के समान सूत्रों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। अनुमानों के वर्गों के माध्य और माध्य के बीच संबंध (8.10) जैसा ही संबंध है:

वास्तव में समानता (8.10) प्रत्येक अणु के लिए सत्य है। अलग-अलग अणुओं के लिए ऐसी समानताएं जोड़ना और परिणामी समीकरण के दोनों पक्षों को अणुओं की संख्या से विभाजित करना एन, हम सूत्र (8.11) पर पहुंचते हैं।
ध्यान! तीन अक्षों की दिशाओं के बाद से , Yतथा आउंसअणुओं की यादृच्छिक गति समान होने के कारण, वेग अनुमानों के वर्गों के माध्य मान एक दूसरे के बराबर होते हैं:

आप देखिए, अराजकता से एक निश्चित पैटर्न उभरता है। क्या आप इसे अपने लिए समझ सकते हैं?
संबंध (8.12) को ध्यान में रखते हुए, हम और के बजाय सूत्र (8.11) में प्रतिस्थापित करते हैं। तब वेग प्रक्षेपण के माध्य वर्ग के लिए हम प्राप्त करते हैं:

अर्थात् गति के प्रक्षेपण का माध्य वर्ग स्वयं गति के माध्य वर्ग के 1/3 के बराबर होता है। अंतरिक्ष की त्रि-आयामीता और तदनुसार, किसी भी वेक्टर के लिए तीन अनुमानों के अस्तित्व के कारण कारक 1/3 प्रकट होता है।
आणविक वेग यादृच्छिक रूप से भिन्न होते हैं, लेकिन वेग का माध्य वर्ग काफी निश्चित मान होता है।

6. आणविक गतिज सिद्धांत का मूल समीकरण
हम गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत के मूल समीकरण की व्युत्पत्ति के लिए आगे बढ़ते हैं। यह समीकरण अपने अणुओं की औसत गतिज ऊर्जा पर गैस के दबाव की निर्भरता को स्थापित करता है। XIX सदी में इस समीकरण की व्युत्पत्ति के बाद। और इसकी वैधता के प्रायोगिक प्रमाण ने मात्रात्मक सिद्धांत का तेजी से विकास शुरू किया, जो आज भी जारी है।
भौतिकी में लगभग किसी भी कथन का प्रमाण, किसी भी समीकरण की व्युत्पत्ति कठोरता और अनुनय की अलग-अलग डिग्री के साथ की जा सकती है: बहुत सरल, अधिक या कम कठोर, या पूर्ण कठोरता के साथ उपलब्ध आधुनिक विज्ञान.
गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत के समीकरण की एक कठोर व्युत्पत्ति बल्कि जटिल है। इसलिए, हम खुद को समीकरण के अत्यधिक सरलीकृत, योजनाबद्ध व्युत्पत्ति तक सीमित रखते हैं। सभी सरलीकरण के बावजूद, परिणाम सही है।
मुख्य समीकरण की व्युत्पत्ति।आइए दीवार पर गैस के दबाव की गणना करें सीडीजहाजों ऐ बी सी डीक्षेत्र एसनिर्देशांक अक्ष के लंबवत बैल (चित्र 8.13).

जब कोई अणु किसी दीवार से टकराता है, तो उसका संवेग बदल जाता है: चूँकि अणुओं के वेग का मापांक प्रभाव पर नहीं बदलता है, तब ... न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार, किसी अणु के संवेग में परिवर्तन पोत की दीवार की ओर से उस पर लगने वाले बल के संवेग के बराबर होता है, और न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार अणु के कार्य करने वाले बल का संवेग दीवार पर मापांक में समान है। नतीजतन, दीवार पर अणु के प्रभाव के परिणामस्वरूप, एक बल कार्य करता है, जिसका आवेग बराबर होता है।