|
Reja. Diffuziya so’zining ma’nosi Gazlarda diffuziya hodisasi Diffuziyaning omillari
|
| Sana | 08.12.2023 | | Hajmi | 22,41 Kb. | | #113676 |
Bog'liq Gazlarda diffuziya hodisasi
Reja.
Diffuziya so’zining ma’nosi
Gazlarda diffuziya hodisasi
Diffuziyaning omillari
Diffuziya jarayonlari
Foydalanilgan adabiyotlar
Mavzu: Gazlarda diffuziya hodisasi.
Diffuziya (lotincha: diffusio — singish, tarqalish) — molekulalar, atomlar, ionlar va kolloid zarralarning tar-tibsiz issiklik harakati natijasida bir moddaning ikkinchi moddaga oʻz-oʻzidan oʻtishi, birining ikkinchisiga singib ketishi. Diffuziya gaz, suyuklik yoki qattiq jismlarda boʻladi va tezligi moddaning zichligi va qovushoqligi, temperatura, diffuziyalanuvchi zarraning tabiatiga va h. k.ga bogʻliq. Temperatura koʻtarilishi bilan Diffuziya tezlashadi. Bir aralashmali sistema (bir modda)dagi Diffuziya oʻz diffuziya, koʻp aralashmali sistema (gaz, suyuq yoki qattiq eritmalar)dagi Diffuziya geterodiffuziya deyiladi. Fan va texnika sohalarida Diffuziya ning ahamiyati katta; kimyoda Diffuziya usuli erigan moddaning molekulyar ogʻirligini aniqlashda qoʻllaniladi. Biologiyada oziq moddalarning soʻrilishi va yutilishi hamda moddalar almashinuv mahsulotlarining chiqib ketishida Diffuziya ning ahamiyati bor. Texnikada terini oshlash, gazlamani boʻyash, metallarni sementlash va azotlash, metallarda himoya qrplama hosil qilishda qoʻllaniladi. Geologiyada Diffuziya moddalarning quyuqdan suyuqqa, issiqdan sovuqqa, namdan quruqqa tarqalishiga aytiladi. Foydali qazilma konlarini izlashda Diffuziya ning roli juda muhim. Diffuziya natijasida konlar bor joylarda rudalarni birlamchi va ikkilamchi areal (joy) lari hosil boʻladi. Bular oʻz navbatida maʼdan konlarini qidirishda asosiy omillardan hisoblanadi. Fizikada molekulalar (atomlar) Diffuziya sidan tashqari oʻtkazuvchanlik elektronlari, kovaklar, neytronlar va b. zarralar Diffuziya si ham oʻrganiladi. • Molekulalarning molekulyar-issiqlik harakati natijasida diffuziya deb ataluvchi hodisalar tabiatda keng tarqalgan. • Diffuziya deb bir-biri bilan chegaradosh ikki moddaning
molekulalarining tartibsiz harakati natijasida o’zaro kirishib
ketish (aralashish) jarayoniga aytiladi.• Diffuziya hodisasi nisbatan gazlarda suyuqlik va qattiq jismlarga qaraganda tez bo`ladi.
• Idish bir xil gaz bilan to`ldirilgan bolsa va konsentrasiyasi hamma joyda bir xil bo`lmasa,bu gazning o`zida ham diffuziya hosil bo`lishiga olib keladi. Bundayhodisagao`zdiffuziya deyiladi.
Diffuziyaga misol sifatida gazlar (masalan, hidlarning tarqalishi) yoki suyuqliklarning aralashishi mumkin (agar siz siyohni suvga tushirsangiz, bir muncha vaqt oʻtgach, suyuqlik bir xil rangga ega boʻladi). Yana bir misol qattiq jism bilan bogʻlangan: qoʻshni metallarning atomlari kontakt chegarasida aralashtiriladi.
Diffuziya tezligi koʻplab omillarga bogʻliq. Shunday qilib, metall novda boʻlsa, termal diffuziya juda katta tezlikda davom etadi. Agar novda issiqlik oʻtkazuvchanligi past boʻlgan materialdan (masalan, shisha) yasalgan boʻlsa, termal diffuziya asta-sekin davom etadi. Umumiy holatda molekulalarning diffuziyasi yanada sekinroq boradi. Misol uchun, agar shakar boʻlagi bir stakan suvning tubiga tushirilsa va suv aralashtirilmasa, eritma bir hil holga kelguncha bir necha hafta kerak boʻladi. Bir qattiq moddaning boshqasiga tarqalishi ham sekinroq. Masalan, Robert Boyl koʻrsatdiki, agar mis oltin bilan qoplangan boʻlsa, u holda oltin misga tarqaladi. Shu bilan birga, normal sharoitda (xona harorati va atmosfera bosimi) oltin oʻz ichiga olgan qatlam bir necha ming yildan keyin bir necha mikron qalinligiga etadi. Yana bir misol — Uilyam Roberts-Osten tomonidan 1896 yilda nashr etilgan qoʻrgʻoshinning oltinga tarqalishini tizimli oʻrganish. Besh yil davomida yuk ostida, qoʻrgʻoshin quyma oltin quyma ichiga bir millimetr kirib ketdi.
Diffuziyaning birinchi tizimli eksperimental tadqiqoti Tomas Grem tomonidan amalga oshirildi. U gazlardagi diffuziyani oʻrgangan va bu hodisa (Grem qonuni) 1831-1833 yillarda u tomonidan tasvirlangan.
Diffuziya jarayonlarining birinchi miqdoriy tavsifi 1855 yilda nemis fiziologi A.Fik tomonidan berilgan.
Diffuziya jarayonlarini oʻrganish nazariyasi va amaliyotiga katta hissa qoʻshgan Ya. I.Frenkel 1926 yilda mahalliy nuqsonlarning (boʻsh joylar va oraliq atomlar) tarqalishi gʻoyasini taklif qilgan va ishlab chiqqan.
Diffuziyaning barcha turlari bir xil qonunlarga boʻysunadi. Diffuziya tezligi namunaning tasavvurlar maydoniga, shuningdek kontsentratsiyalar, haroratlar yoki zaryadlar farqiga mutanosibdir (bu parametrlarning nisbatan kichik qiymatlari boʻlsa). Shunday qilib, issiqlik diametri bir santimetr boʻlgan novdadan koʻra ikki santimetr diametrli novda orqali toʻrt barobar tezroq tarqaladi. Har bir santimetrdagi harorat farqi 5 ° C oʻrniga 10 ° C boʻlsa, bu issiqlik tezroq tarqaladi. Diffuziya tezligi maʼlum bir materialni tavsiflovchi parametrga ham proporsionaldir. Issiqlik diffuziyasi boʻlsa, bu parametr deyiladi issiqlik oʻtkazuvchanligi, elektr zaryadlari oqimi boʻlsa — elektr oʻtkazuvchanligi . Maʼlum vaqt ichida diffuziya qiluvchi moddaning miqdori va diffuziya qiluvchi moddaning bosib oʻtgan masofasi diffuziya vaqtining kvadrat ildiziga proporsionaldir.
Diffuziya molekulyar darajadagi jarayon boʻlib, alohida molekulalar harakatining tasodifiy tabiati bilan belgilanadi. Shuning uchun diffuziya tezligi molekulalarning oʻrtacha tezligiga proporsionaldir. Gazlar holatida kichik molekulalarning oʻrtacha tezligi kattaroqdir, yaʼni u molekula massasining kvadrat ildiziga teskari proportsionaldir va harorat oshishi bilan ortadi. Yuqori haroratlarda qattiq moddalardagi diffuziya jarayonlari koʻpincha amaliy qoʻllanilishini topadi. Misol uchun, maʼlum turdagi katod nurli naychalar (CRT) 2000 °C da metall volfram orqali tarqalgan metall toriydan foydalanadi.
Agar gazlar aralashmasida bir molekulaning massasi ikkinchisidan toʻrt marta katta boʻlsa, unda bunday molekula toza gazdagi harakati bilan solishtirganda ikki marta sekin harakat qiladi. Shunga koʻra, uning tarqalish tezligi ham past boʻladi. Engil va ogʻir molekulalar oʻrtasidagi diffuziya tezligidagi bu farq turli molekulyar ogʻirlikdagi moddalarni ajratish uchun ishlatiladi. Masalan, izotoplarni ajratish. Agar gʻovak membranadan ikkita izotop boʻlgan gaz oʻtkazilsa, engilroq izotoplar ogʻirroqlarga qaraganda tezroq membranadan oʻtadi. Yaxshiroq ajratish uchun jarayon bir necha bosqichda amalga oshiriladi. Bu jarayon uran izotoplarini ajratish uchun keng qoʻllanilgan (235U ni 238U ning asosiy qismidan ajratish) Ushbu ajratish usuli energiya talab qiladigan boʻlgani uchun, boshqa, yanada tejamkor ajratish usullari ishlab chiqilgan. Masalan, gazsimon muhitda termal diffuziyadan foydalanish keng rivojlangan. Izotoplar aralashmasini oʻz ichiga olgan gaz fazoviy harorat farqi (gradient) saqlanadigan kameraga joylashtiriladi. Bunday holda, ogʻir izotoplar sovuq mintaqada vaqt oʻtishi bilan toʻplanadi.
Elektr maydon — elektr zaryadlar yoki oʻzgaruvchan magnit maydon hosil qilgan fizik maydon. Vaqt boʻyicha oʻzgarmaydigan Elektr maydon elektrostatik maydon debataladi. Elektr maydon tushunchasini birinchi boʻlib M. Faradey 19-asr 30-yillarida kiritgan. Elektr maydon materiyaning maydon koʻrinishidir. Materiyaning har qanday oʻzgarishlari, ularning oʻzaro taʼsirlari vaqt oraligʻida va fazoda roʻy beradi, har qanday fizik taʼsir faqat chekli tezlik bilan tarqaladi. Elektrlangan jismlarning bir-biriga taʼsiri, ularning harakati Elektr maydonlari tufaylidir. Elektr zaryadlar bir-biriga bevosita emas, balki bilvosita taʼsir etadi. Har bir zaryad d oʻz atrofidagi fazoda Elektr maydon harakat qiladi va shu maydon orqali boshqa maydonga taʼsir etadi. Demak, Elektr maydonning asosiy xususiyatlaridan biri mavjud boʻlgan Elektr maydonga zaryad kiritilganda unga Gʻ kuch taʼsir etishidir. Elektr maydon elektr maydon kuchlanganligi Yo va maydon potensiali f bilan tavsiflanadi. Elektr maydon kuchlanganligi maydonning kuch xarakteristikasi boʻlib, u miqdor jihatdan maydonning muayyan nuqtasidagi birlik musbat zaryadga maydon tomonidan taʼsir etadigan elektr kuchlanishi bilan oʻlchanadi. Kuchlanish vektor kattalik boʻlib, yoʻnalishi musbat zaryadga taʼsir etuvchi kuch yoʻnalishi bilan bir xil. Barcha nuqtalarda Elektr maydon kuchlanganligi ham yoʻnalish, ham miqdor jihatdan bir xil boʻlgan magnit maydon bir jinsli maydon deb ataladi. Maydon potensiali skalyar kattalik, u Elektr maydonning energetik xarakteristikasi hisoblanadi. Elektr maydonni yaqqol tasavvur qilish maqsadida elektr kuch chiziqlari va ekvipotensial sirt tushunchalaridan foydalaniladi. Har bir nuqtasida Ye vektor oʻziga urinma boʻlgan chiziqni elektr kuch chizigʻi deyiladi. Elektr kuch chiziqlari Elektr maydonni faqat yaqqol tasvirlabgina qolmay, balki ularning zichligi orqali Ye ni baholash mumkin. Kuch chiziqlari zich oʻtkazilgan joylarda kichik boʻladi. Bir jinsli maydonning kuch chiziqlari oʻzaro parallel yotadi. Hamma nuqtalarida potensial qiymati bir xil boʻlgan sirtlar ekvipotensial sirtlar deyiladi. Bir jinsli Elektr maydon uchun ekvipotensial sirtlar oʻzaro parallel tekisliklardagi, nuqtaviy zaryad maydoni uchun markazi zaryad ustida yotgan konsentrik aylanalardan iborat. Tarixiy nuqtai nazardan, qattiq jismlardagi diffuziya diffuziya nazariyasi yaratilishidan ancha oldin ishlatilgan. Misol uchun, Pliniy Elder ilgari temirdan (Fe) uglerod tarqalishi orqali poʻlat ishlab chiqariladigan sementlash jarayonini tasvirlab berdi. Koʻp asrlar davomida yaxshi maʼlum boʻlgan yana bir misol, vitray yoki fayans va Xitoy keramikasi tarqalishidir.
Zamonaviy fanda diffuziyani birinchi tizimli eksperimental oʻrganish Tomas Grem tomonidan amalga oshirildi. U gazlardagi diffuziyani oʻrgangan va asosiy hodisani 1831-1833 yillarda tasvirlab bergan:
Grahamning oʻlchovlari 1867 yilda Jeyms Klerk Maksvellga havodagi CO2 ning diffuziya koeffitsientini 5% dan kam xato bilan olishga yordam berdi.1855 yilda Tsyurixlik 26 yoshli anatomiya oʻqituvchisi Adolf Fik oʻzining diffuziya qonunini taklif qildi. U Grahamning oʻlchovlaridan foydalanib, uning maqsadi „fazoning yagona elementida diffuziya uchun asosiy qonunni ishlab chiqish“ ekanligini aytdi. U diffuziya va issiqlik yoki elektr tokining oʻtkazuvchanligi oʻrtasidagi chuqur oʻxshashlikni tan oldi, issiqlik oʻtkazuvchanligi haqidagi Furye qonuniga (1822) va elektr toki uchun Om qonuniga (1827) oʻxshash formalizm yaratdi.
Robert Boyl 17-asrda mis tanga ichiga sinkni kiritish orqali qattiq jismlarda diffuziyani koʻrsatdi. Shunga qaramay, qattiq jismlardagi diffuziya 19-asrning ikkinchi yarmigacha tizimli oʻrganilmagan. Uilyam Chandler Roberts-Austen, taniqli britaniyalik metallurg va Tomas Gremning sobiq yordamchisi, 1896-yilda qoʻrgʻoshindagi oltin misolidan foydalanib, qattiq jismning tarqalishini muntazam ravishda oʻrgangan:
". . . Gremning tadqiqotlariga boʻlgan qiziqishim uning suyuqlikni metallarga tarqalishi boʻyicha ishini kengaytirishga harakat qilishni oʻzimga vazifa qilib qoʻydim…"
1858 yilda Rudolf Klauzius oʻrtacha erkin yoʻl tushunchasini kiritdi. Xuddi shu yili Jeyms Klerk Maksvell gazlardagi transport jarayonlarining birinchi atomistik nazariyasini ishlab chiqdi. Diffuziya va Brownian harakatining zamonaviy atomistik nazariyasi Albert Eynshteyn, Marian Smoluchovski va Jan Baptiste Perrin tomonidan ishlab chiqilgan. Lyudvig Boltsman makroskopik transport jarayonlarining atomistik asoslarini ishlab chiqishda Boltsman tenglamasini kiritdi, u matematiklar va fiziklarga 140 yildan ortiq vaqt davomida gʻoyalar va muammolar manbai boʻlib xizmat qildi.
1920-1921 yillarda Dyorgy de Hevesy radioizotoplar yordamida oʻz-oʻzidan diffuziyani oʻlchadi. Qoʻrgʻoshinning radioaktiv izotoplarining suyuq va qattiq qoʻrgʻoshinlarda oʻz-oʻzidan tarqalishini oʻrgangan.
Yakov Frenkel 1926 yilda kristallarda mahalliy nuqsonlar (boʻsh joylar va oraliq atomlar) orqali tarqalish gʻoyasini taklif qildi va ishlab chiqdi. U kondensatsiyalangan muhitda diffuziya jarayoni zarralar va nuqsonlarning elementar sakrashlari va kvazikimyoviy oʻzaro taʼsiri toʻplamidir, degan xulosaga keldi. U bir nechta diffuziya mexanizmlarini kiritdi va eksperimental maʼlumotlardan tezlik konstantalarini topdi.
Biroz vaqt oʻtgach , Karl Vagner va Valter X. Shottki Frenkelning diffuziya mexanizmlari haqidagi gʻoyalarini ishlab chiqdilar. Hozirgi vaqtda kristallarda diffuziya uchun atom nuqsonlari zarurligi umumiy qabul qilingan.
Genri Eyring va boshqalar, Frenkelning yarim klassik diffuziya modeliga mutlaq reaksiya tezligi nazariyasini qoʻlladilar. Reaksiya kinetikasi va diffuziya o‘rtasidagi o‘xshashlik Fik qonunining turli chiziqli bo‘lmagan umumlashmalariga olib keldi.
Foydalanilgan adabiyotlar
Peryshkin A.V.Fizika 7-sinf. – M.: Bustard, 2005
Proxorov A.M. Jismoniy ensiklopedik lug'at. 1995 yil
Ryzhenkov A.P.Fizika Inson muhiti. - M.: Ta'lim, 1996 yil.
Shaxmaev N. M. va boshqalar Fizika 7. M .: Mnemozina, 2007
https://uz.wikipedia.org/
|
| |
