მთავარი

ვინილის

რამ შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი? რა არის ცეცხლი და რატომ იწვის? ოქსიდაციური და შემცირების რეგიონი

რამ შეიძლება გამოიწვიოს ხანძარი? რა არის ცეცხლი და რატომ იწვის? ოქსიდაციური და შემცირების რეგიონი

ნამუშევრის ტექსტი განთავსებულია გამოსახულების და ფორმულების გარეშე.
ნამუშევრის სრული ვერსია ხელმისაწვდომია "სამუშაო ფაილების" ჩანართში PDF ფორმატში

სანთლის ცეცხლი, ცეცხლის ცეცხლი,

ძლიერი ცეცხლის ცეცხლი.

განათება - ისინი ყველა ოსტატია

ხალხისთვის გაგზავნილი საჩუქარი.

შესავალი

მას შეუძლია დაიბადოს, გაძლიერდეს და გაიზარდოს. შეიძლება დასუსტდეს და მოკვდეს. შეიძლება იყოს პატივმოყვარე და მოსიყვარულე ან სასტიკი და ხარბი. ის აფუჭებს, შთანთქავს, მოიხმარს. თქვენ შეგიძლიათ შეებრძოლოთ მას და ის დამარცხებული უკან დაიხევს. მას შეუძლია გადაგარჩინოს ან გადაიზარდოს საშინელ ტრაგედიად.

"ცეცხლი!" - ეს არის დაკარგულთა იმედის ძახილიც და მკაცრი ბრძანება, რომელიც მტრებს სიკვდილს მოაქვს.

ცეცხლოვანი თმები, ანთებული თვალები, მზერა. სიბრაზის აფეთქება, სიცილის აფეთქება. ითამაშეთ ცეცხლთან, აიღე ცეცხლი ფიქრებით, ანათებ ენთუზიაზმით, დაწვი ვნებით. ”პატარა ნაპერწკალი წარმოშობს დიდ ცეცხლს”, ”ცეცხლი და წყალი გაანადგურებს ყველაფერს”, ”ცეცხლში რკინა დნება”, ”ცეცხლი არის ადამიანის მეგობარი და მტერი”.

საკმარისი მაგალითები. მათ უბრალოდ უნდა შეგვახსენონ, თუ რა როლს თამაშობს ბუნების ეს საჩუქარი ჩვენს ცხოვრებაში. ჩვენმა ენამ იგი ცოცხალი არსების თვისებებით დაჯილდოვა და პირიქით, ადამიანის გარეგნობა და ემოციები ხშირად ასოცირდება ალის თვისებებთან.

ხანძარი უკვე დიდი ხანია ადამიანების ცხოვრების განუყოფელი ნაწილია. შესაძლებელია თუ არა წარმოვიდგინოთ ჩვენი არსებობა ცეცხლის გარეშე? რა თქმა უნდა არა. თანამედროვე ადამიანი ყოველდღიურად აწყდება წვის პროცესებს.

სამუშაოს მიზანი: წვის პროცესის შესწავლა სხვადასხვა თვალსაზრისით.

წვის თემასთან დაკავშირებული ლიტერატურისა და ინტერნეტ რესურსების შესწავლა;

გაეცანით ცეცხლის დაუფლების ისტორიას;

მოიძიეთ ინფორმაცია და ზუსტი ინსტრუქციები წვის პროცესებთან დაკავშირებული ექსპერიმენტების ჩასატარებლად.

ცოტა ისტორია

წვა- ეს პირველი ქიმიური რეაქციაა, რომელსაც ადამიანი გაეცნო.

ლეგენდის თანახმად, ზევსის აკრძალვის მიუხედავად, გაყინულ და უბედურ ადამიანებს ცეცხლი მოუტანა ტიტანმა პრომეთემ. მაგრამ, სავარაუდოდ, პრიმიტიული ჰუმანოიდი პირები ცეცხლს წააწყდნენ ელვის დარტყმის და ვულკანური ამოფრქვევის შედეგად გამოწვეული ხანძრის დროს. მათ თვითონ არ იცოდნენ მისი ამოღება, მაგრამ შეეძლოთ მისი ტარება და შენარჩუნება. ადამიანის მიერ ხანძრის გამოყენების პირველი მტკიცებულება მომდინარეობს უძველესი ადამიანის ისეთი არქეოლოგიური ადგილებიდან, როგორიცაა ჩესოვანია აღმოსავლეთ აფრიკაში, სვარტკრანი სამხრეთ აფრიკაში, ჟოკუდიანი და ქსიჰოუდუ ჩინეთში და ტრინილი კუნძულ იავაზე. 1,5-2 მილიონი წლის წინ დათარიღებული ცეცხლის ორმოები, ფერფლი და ნახშირი, აღმოჩენილია პრიმიტიული ადამიანების დამწვარი იარაღები და ძუძუმწოვრების ძვლები.

როდის დაიწყეს ადამიანებმა ცეცხლის გაჩენა დამოუკიდებლად, ცნობილი არ იყო 2008 წლამდე, როდესაც ისრაელელ არქეოლოგთა ჯგუფმა დაასახელა შედარებით ზუსტი თარიღი 790 ათასი წლის წინ. მეცნიერებმა ეს დასკვნა გააკეთეს გეშერ ბნოტ იაკოვის ადრეული პალეოლითის ცნობილი ადგილის გათხრების შედეგების საფუძველზე. ჟურნალ Quaternary Science Reviews-ში გამოქვეყნებული მოხსენების თანახმად, მათ აღმოაჩინეს პრიმიტიული ხანძარსაწინააღმდეგო ტექნიკის კვალი, რომელიც გამოიყენებოდა ამ მხარეში მცხოვრები თითქმის თორმეტი თაობის განმავლობაში. დასკვნები ასევე გაკეთდა აქ ადრე აღმოჩენილი ქვებისა და ქვის იარაღების უფრო დეტალური კვლევების საფუძველზე.

ცეცხლის დამოუკიდებლად წარმოქმნის პირველი გზა ადამიანებისთვის იყო ხახუნი. ეს მეთოდი ზოგჯერ გამოიყენება ჩვენს დროში, მაგალითად, კემპინგის პირობებში.

თანდათანობით, როცა კაცობრიობა აგროვებდა პრაქტიკულ გამოცდილებას და ახალ ცოდნას ჩვენს ირგვლივ სამყაროს შესახებ, მის ნაცვლად მოვიდა ცეცხლის გაკეთების სხვა მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია ნაპერწკლის დარტყმაზე. ის მდგომარეობს იმაში, რომ როდესაც ქვა გარკვეულ მინერალებს მკვეთრად ეჯახება, მათი ზედაპირიდან პაწაწინა ნაწილაკები ამოფრინდებიან, რომლებიც მაშინვე აალდება და აალებადი მასალაზე დაცემით, ცეცხლს უკიდებს მას. მათ შორისაა, მაგალითად, პირიტი (რკინის (II) დისულფიდი - FeS 2). ცნობილია იგივე თვისების სხვა მინერალები. დროთა განმავლობაში, ეს მეთოდი გაუმჯობესდა: ცეცხლის წარმოქმნა დაიწყო უფრო გავრცელებული და ხელმისაწვდომი მინერალური სილიციუმის ნაპერწკლების გაჩენით რკინის ღეროთი. აალებადი ნივთიერებები იყო ნამწვი ან დამწვარი ბუქსი. ევროპაში ამ გზით ცეცხლის მოპოვება მე-19 საუკუნის შუა ხანებამდე. მოწყობილობას რუსეთში ერქვა "კაჟი".

კიდევ ერთი საინტერესო მეთოდი გამოიყენებოდა უძველესი დროიდან მეოცე საუკუნის შუა ხანებამდე კუნძულების სუმატრას, ჯავის, კალიმანტანისა და სულავესის ტომების მიერ: ცეცხლის გაღება სპეციალურ მოწყობილობებში ჰაერის მკვეთრი შეკუმშვით.

დღესდღეობით ადამიანები მუდმივად აწყდებიან წვის პროცესებს. ეს შეიძლება იყოს გაზქურაში გაზის წვა, საწვავის მიკროაფეთქება დიზელის მანქანების ძრავებში, გათბობის სისტემები კერძო სახლებში ან თბოელექტროსადგურის მუშაობა და ა.შ. სამხედრო საქმეებში ცეცხლი ნიშნავს ცეცხლსასროლი იარაღიდან სროლას.

ცეცხლი მეცნიერის თვალით

რა არის ცეცხლი? ქიმიური თვალსაზრისით, ეს არის ზონა, სადაც ხდება ეგზოთერმული დაჟანგვის რეაქცია, რომელსაც ზოგჯერ თან ახლავს პიროლიზი (ორგანული და მრავალი არაორგანული ნაერთების თერმული დაშლა). ფიზიკის თვალსაზრისით, ეს არის გაცხელებული ნივთიერებების მიერ სინათლის გამოსხივება ასეთი რეაქციის ზონიდან.

რატომ ვხედავთ ცეცხლს? წვადი მასალისა და წვის პროდუქტების ნაწილაკები ანათებენ, რადგან მათ აქვთ მაღალი ტემპერატურა (ჩვეულებრივი შავი სხეულის გამოსხივება). მაღალი ტემპერატურა საშუალებას აძლევს ატომებს გარკვეული დროით გადავიდნენ უფრო მაღალ ენერგეტიკულ მდგომარეობებში, შემდეგ კი, თავდაპირველ მდგომარეობაში დაბრუნების შემდეგ, ასხივებენ გარკვეული სიხშირის შუქს, რომელიც შეესაბამება მოცემული ელემენტის ელექტრონული გარსების სტრუქტურას.

რა განსხვავებაა "ცეცხლსა" და "დაწვას" შორის? ცეცხლიარის წვის სწრაფი ფორმა, რომელიც ათავისუფლებს სინათლეს და სითბოს. წვა- ეგზოთერმული რეაქციების დროს საწყისი ნივთიერებების წვის პროდუქტებად გადაქცევის რთული ფიზიკოქიმიური პროცესი. წვის პროცესისთვის საჭიროა:

აალებადი ნივთიერება (საწვავი);

ჟანგვის აგენტი (ყველაზე ხშირად ჟანგბადი);

ანთების წყარო (არა ყოველთვის)

ოქსიდიზატორი და წვადი ნივთიერება ერთად ქმნიან წვის სისტემას. ეს შეიძლება იყოს ერთგვაროვანი და ჰეტეროგენული:

ერთგვაროვანიარის სისტემები, რომლებშიც აალებადი ნივთიერება და ოქსიდიზატორი ერთმანეთში თანაბრად არის შერეული (აალებადი აირების, ორთქლის ნარევები). ასეთი სისტემების წვას კინეტიკური წვა ეწოდება. გარკვეულ პირობებში, ასეთ წვას შეიძლება ჰქონდეს აფეთქების ხასიათი.

ჰეტეროგენული- სისტემები, რომლებშიც აალებადი ნივთიერება და ჰაერი არ არის შერეული ერთმანეთთან და აქვთ ინტერფეისები (მყარი წვადი მასალები და არაატომიზებული სითხეები). არაჰომოგენური წვადი სისტემების წვის დროს ჰაერის ჟანგბადი წვის პროდუქტების მეშვეობით აღწევს წვად ნივთიერებამდე და რეაგირებს მასთან. ამ ტიპის წვას ეწოდება დიფუზიური წვა. ჟანგბადი, ქლორი, ფტორი, ბრომი და სხვა ნივთიერებები შეიძლება იმოქმედონ როგორც ჟანგვის აგენტი.

ცეცხლი წვის მთავარი (თავისუფალი წვის) ფაზაა, ეს ფიზიკურ-ქიმიური მოვლენაა, რაც იმას ნიშნავს, რომ მისი მხოლოდ ქიმიის კუთხით განხილვა მიზანშეუწონელია. ფიზიკის თვალსაზრისით ცეცხლი- ცხელი აირების ერთობლიობა გამოთავისუფლებული შედეგად:

საწვავის (წვადი ნივთიერების) თვითნებური ან უნებლიე გათბობა გარკვეულ ტემპერატურამდე ოქსიდიზატორის თანდასწრებით;

ქიმიური რეაქცია (მაგალითად, აფეთქება);

ელექტრული დენის დინება გარემოში (ელექტრული რკალი, ელექტრული შედუღება)

წვის ფაზები

წვის პროცესი დაყოფილია გარკვეულ ეტაპებად (ფაზებად):

1. საწყისი ეტაპი (ზრდის ეტაპი),

2. თავისუფალი წვის ფაზა (სრულად განვითარებული ეტაპი),

3. დნობის ფაზა (დაშლის ეტაპი).

პირველ - საწყის - ფაზაში ჟანგბადის მიწოდების ნაკადი იზრდება, შემდეგ იწყებს კლებას. გარკვეული რაოდენობის სითბო წარმოიქმნება და ეს რაოდენობა იზრდება წვის პროცესში. ცეცხლს შეუძლია მიაღწიოს 5370°C-ზე მეტ ტემპერატურას, მაგრამ ოთახის ტემპერატურა ამ ეტაპზე შეიძლება იყოს დაბალი.

მეორე, თავისუფლად დაწვის ფაზის დროს, ჟანგბადით მდიდარი ჰაერი იწევს ცეცხლში, რადგან კონვექცია ატარებს სითბოს შეზღუდული სივრცის ზედა ფენაში. ცხელი აირები გადაადგილდებიან ზემოდან ქვემოდან, რაც აიძულებს უფრო გრილი ჰაერის მოძიებას ქვედა დონეზე და საბოლოოდ აანთებს ყველა წვად მასალას ოთახის ზედა დონეზე. ამ ეტაპზე ზედა ფენებში ტემპერატურა შეიძლება აღემატებოდეს 7000°C-ს. ცეცხლი აგრძელებს თავისუფალი ჟანგბადის მოხმარებას მანამ, სანამ არ მიაღწევს იმ დონეს, სადაც არ იქნება საკმარისი ჟანგბადი საწვავთან საპასუხოდ. ალი დაქვეითებულია დნობის ფაზამდე და სჭირდება მხოლოდ ჟანგბადი, რომ სწრაფად აანთოს.

მესამე ფაზაში ალი შეიძლება შეწყდეს, თუ წვის ადგილი ჰერმეტულია. ამ შემთხვევაში, წვა მცირდება მდუღარე ქარვამდე. მკვრივი კვამლი და აირები გამოიყოფა და ჭარბი წნევა წარმოიქმნება. ნახშირი აგრძელებს დნობას, ოთახი მთლიანად შეივსება მკვრივი კვამლითა და წვის გაზებით 5370°C ტემპერატურაზე. ინტენსიური სიცხე აორთქლდება მსუბუქი საწვავის კომპონენტები. , როგორიცაა წყალბადი და მეთანი, ოთახში არსებული აალებადი მასალისგან. ეს საწვავი აირები გაერთიანდება ხანძრის წარმოებულებთან და კიდევ უფრო გაზრდის ხელახალი აალების რისკს და შექმნის უკანა წევის შესაძლებლობას.

წვის სახეები

ფლეში- ეს არის აალებადი ნარევის სწრაფი წვა, რომელსაც არ ახლავს შეკუმშული აირების წარმოქმნა.

ცეცხლი- წვის წარმოქმნა ანთების წყაროს გავლენის ქვეშ.

ცეცხლის თვალსაჩინო მაგალითია ძველი ინდოელი მღვდლების "ხრიკი": ძველ ინდოეთში, წმინდა რიტუალების შესრულებისას, ტაძრების ბინდიში, იდუმალი წითელი შუქები მოულოდნელად აინთო და ნაპერწკლებით მიმოფანტული, ცრუმორწმუნე შიშს უნერგავდა თაყვანისმცემლებს. რასაკვირველია, ძლევამოსილ ბუდას არაფერი ესაქმებოდა, მაგრამ მისი ერთგული მსახურები, მღვდლები, აფრთხობდნენ და ატყუებდნენ მორწმუნეებს ნაპერწკლების დახმარებით. სტრონციუმის მარილები, რომლებიც ცეცხლს წითელ შეფერილობას აძლევდნენ, ურევენ ნახშირს, გოგირდს და კალიუმის ქლორატს (ბერტოლეტის მარილი). საჭირო მომენტში ნარევს ცეცხლი წაუკიდეს.

2KClO 3 + S +2C = 2KCl + SO 2 + 2CO 2

სპონტანური წვაარის ეგზოთერმული რეაქციების სიჩქარის მკვეთრი ზრდის ფენომენი, რაც იწვევს ნივთიერებების (მასალა, ნარევი) წვას ანთების წყაროს არარსებობის შემთხვევაში.

თერმული სპონტანური წვანივთიერებები წარმოიქმნება თვითგათბობის შედეგად ფარული ან გარე გათბობის წყაროს გავლენის ქვეშ. თვითანთება შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ავტომატური დაჟანგვის პროცესში გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა აღემატება გარემოში სითბოს გადაცემას.

თერმული სპონტანური წვის მაგალითია აქროლადი ეთერზეთების სპონტანური წვა ცხელ ამინდში. ცნობილ ლეგენდას ცეცხლმოკიდებული ბუჩქის, ანუ მოსეს ბუჩქის შესახებ, აქვს სრულიად მეცნიერული ახსნა: მეცნიერები თვლიან, რომ ეს იყო დიპტამის ბუჩქი, რომელიც გამოყოფს ეთერზეთებს, რომლებიც ანათებენ მზის სხივების ზემოქმედების დროს. ბუჩქის ირგვლივ წყნარ ამინდში იზრდება მცენარის მიერ გამოთავისუფლებული აქროლადი ეთერზეთების კონცენტრაცია, რომლებიც ანთდებიან გარკვეული ტემპერატურის მიღწევისას. ეთერის თვითანთების ქიმიური რეაქციის განტოლება:

C 4 H 10 O + 6 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 O

თერმული სპონტანური წვა ასევე ხსნის სასაფლაოს განათების გამოჩენას. ორგანული ნარჩენების დაშლისას გამოიყოფა უფერო, მომწამვლელი ფოსფინის აირი (PH3), რომელსაც აქვს ჰაერში სპონტანურად აალების თვისება, ე.ი. ჟანგბადის თანდასწრებით. თუ ეს გაზი ამოდის მიწიდან, მასში ორგანული ნარჩენების დაშლა ხდება, ხდება თვითანთება, წარმოიქმნება მცირე ციმციმები, რომლითაც საეკლესიო პირები აშინებდნენ ცრუმორწმუნეებს. ეს ფენომენი შეიძლება შეინიშნოს მხოლოდ თბილ სეზონზე, ვინაიდან ფოსფინის ავტომატური აალების ტემპერატურა = 38°C. ფოსფინის თვითანთების ქიმიური რეაქციის განტოლება:

2PH 3 + 4O 2 = P 2 O 5 + 3H 2 O

სპონტანური წვა ასევე შეიძლება მოხდეს ნივთიერების (მასალა, ნარევი) მასაში მიკროორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის გავლენის ქვეშ.

აალებადი მასალებს აქვთ მიკრობიოლოგიური სპონტანური წვის ტენდენცია, განსაკუთრებით დატენიანებულებს, რომლებიც ემსახურებიან მიკროორგანიზმების გამრავლებას, რომელთა სასიცოცხლო აქტივობა დაკავშირებულია სითბოს გამოყოფასთან (ტორფი, ნახერხი). ამ შემთხვევაში, თვითგათბობის ტემპერატურა არ აღემატება ნორმალურ გარემო ტემპერატურას და შეიძლება იყოს უარყოფითი.

ამიტომ, ხანძრებისა და აფეთქებების უმეტესობა ხდება ლიფტებში სასოფლო-სამეურნეო პროდუქტების (სილოსი, დატენიანებული თივა) შენახვისას. ყველაზე ხშირად გამოყენებული მეთოდი თივის (და მსგავსი მასალების) თვითგაცხელებისა და თვითანთების თავიდან ასაცილებლად არის იმის უზრუნველყოფა, რომ მასალები არ დასველდეს შენახვისას.

წვის და სპონტანური წვის პროცესებს შორის განსხვავებაა: იმისათვის, რომ მოხდეს წვა, აუცილებელია წვის სისტემაში შევიტანოთ თერმული იმპულსი, რომელსაც აქვს ტემპერატურა, რომელიც აღემატება ნივთიერების სპონტანური აალების ტემპერატურას.

თვითგათბობის ტემპერატურა- გარემოს მინიმალური ტემპერატურა, რომლის ზემოთ, ხელსაყრელ პირობებში, შესაძლებელია ეგზოთერმული თვითგათბობის პროცესის განვითარება, რომელიც დაკავშირებულია წვადი ნივთიერების გარკვეული მოცულობის (მასის) თერმულ დაშლასთან და დაჟანგვასთან.

ავტომატური ანთების ტემპერატურა- ეს არის ნივთიერების ყველაზე დაბალი ტემპერატურა, რომლის დროსაც ხდება ეგზოთერმული რეაქციების სიჩქარის მკვეთრი ზრდა, რაც მთავრდება ცეცხლმოკიდებული წვის წარმოქმნით.

აფეთქება არის ნივთიერების უკიდურესად სწრაფი ქიმიური ტრანსფორმაცია, რომელსაც თან ახლავს თერმული ენერგიის სწრაფი გათავისუფლება და შეკუმშული აირების წარმოქმნა, რომელსაც შეუძლია მექანიკური მუშაობის წარმოქმნა.

ასევე ძნელი წარმოსადგენია თანამედროვე სამყარო ამ ტიპის წვის გარეშე, რადგან საწვავის მექანიკური აფეთქება საფუძვლად უდევს საავტომობილო ძრავების უმეტესობის მუშაობას. მცირე ზომის აფეთქებები ასევე გამოიყენება პიროტექნიკურ მოწყობილობებში. პიროტექნიკა (ძვ. ბერძნ. πῦρ - ცეცხლი, სითბო; τεχνικός - ხელოვნება, უნარი) არის ტექნოლოგიის ფილიალი, რომელიც დაკავშირებულია აალებადი კომპოზიციების მომზადებისა და მათი დაწვის ტექნოლოგიებთან გარკვეული ეფექტის მისაღებად. დაყოფილია:

სამხედრო (ცეცხლოვანი იარაღი, კვამლის ბომბები)

სპეციალიზებული (ფილმის სპეცეფექტები, სამოქალაქო სიგნალიზაციის მოწყობილობა)

გასართობი (პიროტექნიკური პროდუქტები - ფეიერვერკები, ნაპერწკლები, ფეიერვერკი.

წვის პროდუქტები

წვის პროცესში წარმოიქმნება წვის პროდუქტები. ისინი შეიძლება იყოს თხევადი, მყარი და აირისებრი. მათი შემადგენლობა დამოკიდებულია დამწვარი ნივთიერების შემადგენლობაზე და მისი წვის პირობებზე. ორგანული და არაორგანული წვადი ნივთიერებები ძირითადად შედგება ნახშირბადის, ჟანგბადის, წყალბადის, გოგირდის, ფოსფორისა და აზოტისგან. მათგან ნახშირბადს, წყალბადს, გოგირდს და ფოსფორს შეუძლიათ წვის ტემპერატურაზე დაჟანგვა და წვის პროდუქტების ფორმირება: CO, CO 2, SO 2, P 2 O 5. წვის ტემპერატურაზე აზოტი არ იჟანგება და თავისუფალ მდგომარეობაში გამოიყოფა, ხოლო ჟანგბადი იხარჯება ნივთიერების წვადი ელემენტების დაჟანგვაზე. წვის ყველა ეს პროდუქტი (ნახშირბადის მონოქსიდის CO-ს გარდა) მომავალში ვერ დაიწვება.

ორგანული ნივთიერებების არასრული წვისას დაბალი ტემპერატურისა და ჰაერის ნაკლებობის პირობებში წარმოიქმნება უფრო მრავალფეროვანი პროდუქტები - ნახშირბადის მონოქსიდი (II), ალკოჰოლები, ალდეჰიდები, მჟავები და სხვა რთული ქიმიური ნაერთები. ეს პროდუქტები წარმოქმნის მჟავე და შხამიან კვამლს. გარდა ამისა, არასრული წვის პროდუქტებს შეუძლიათ დაწვა და ჰაერთან ერთად ფეთქებადი ნარევების შექმნა. ასეთი აფეთქებები ხდება ხანძრის ჩაქრობისას სარდაფებში, საშრობებში და დახურულ სივრცეებში დიდი რაოდენობით აალებადი მასალით.

ფლეიმის ფერი

მინარევების უნარი, გააფერადოს ალი სხვადასხვა ფერში, გამოიყენება არა მხოლოდ პიროტექნიკაში, არამედ ანალიტიკურ ქიმიაში: პიროქიმიური ანალიზი არის მეთოდი გარკვეული ქიმიური ელემენტების (მაგალითად, მინერალებში) გამოვლენის ალის სხვადასხვა ფერის მიერ.

ელემენტი	ფლეიმის ფერი
	ზურმუხტისფერი მწვანე
კობალტი (Co)
მანგანუმი (Mn)	იისფერი-ამეთვისტო
რკინა (Fe)	ყვითელ-ყავისფერი
ნიკელი (Ni)	წითელ-ყავისფერი
ნატრიუმი (Na)	ნარინჯისფერი
კალციუმი (Ca)	ნათელი წითელი

გაზის სანთურა იწვის ლურჯი ალით ნახშირბადის მონოქსიდის (CO) არსებობის გამო. ასანთის ყვითელ-ნარინჯისფერი ალი განპირობებულია ხეში ნატრიუმის მარილების არსებობით. ალის ზედა ნაწილის მოყვითალო-ნარინჯისფერი ფერი ნორმალურ პირობებში აიხსნება ჭვარტლის ნაწილაკების ბზინვარებით, რომელიც ზევითაა გადატანილი ცხელი ჰაერის ნაკადით.

დასკვნა

თემაზე მუშაობის შედეგად შესრულდა დაკისრებული ამოცანები: შესწავლილი იქნა ლიტერატურული წყაროები და ინტერნეტ რესურსები ხანძრის და წვის პროცესების დაუფლების ისტორიის შესახებ; შეირჩა წვის პროცესებთან დაკავშირებული ლაბორატორიული ექსპერიმენტები და მათი განხორციელების ინსტრუქციები.

სამუშაოს მიზანი მიღწეულია. თანამედროვე ადამიანისთვის ისეთი ერთი შეხედვით ნაცნობი ფენომენი, როგორიცაა წვა, ძალიან რთული ფიზიკური და ქიმიური პროცესია. ეს არის პირველი ქიმიური რეაქცია, რომელსაც ადამიანი გაეცნო! ეს პროცესი ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ჩვენს ცხოვრებაში, თუმცა ხანდახან დიდ საფრთხეს უქმნის.

ნაშრომში წარმოდგენილი საინტერესო ფაქტები და ლაბორატორიული ექსპერიმენტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სადემონსტრაციო მიზნებისთვის საგანმანათლებლო დაწესებულებებში, რათა გაეცნონ მოსწავლეებს ისეთი საოცარი თემით, როგორიცაა ცეცხლი.

პრაქტიკული ნაწილი

გამოცდილება No1. "ქიმიური ფითილი".

ბომბის დათბობის დისტანციური განათების ეს მეთოდი გამოიყენებოდა მე -19 საუკუნის ბოლოს. იგი დაფუძნებულია გლიცერინის უნარზე, აალდეს ძლიერი ჟანგვის აგენტთან (კალიუმის პერმანგანატი) რეაქციის შედეგად.

ექსპერიმენტის მიზანი: დავრწმუნდეთ, რომ ცეცხლი შეიძლება „დაიბადოს“ არა მხოლოდ ნაპერწკალიდან, არამედ უბრალოდ გარკვეული ნივთიერებების შერევით, რომლებიც ინდივიდუალურად სრულიად უვნებელია.

რეაგენტები და აღჭურვილობა: ქაღალდი, კრისტალური კალიუმის პერმანგანატი, უწყლო გლიცერინი, პიპეტი.

სამუშაოს მიმდინარეობა და დაკვირვება: დაქუცმაცებულ ფურცელზე დაასხით მცირე რაოდენობით კალიუმის პერმანგანატი, დაასხით 3-5 წვეთი გლიცერინი; ნარევის ზემოთ კვამლი გამოჩნდება და გარკვეული დროის შემდეგ (5-15 წამი) ნარევი და დაქუცმაცებული ფურცელი აინთება.

გამოცდილება No2. "მინი ფეიერვერკი".

რეაგენტები და აღჭურვილობა: ნახშირის ფხვნილი, კრისტალური კალიუმის პერმანგანატი, რკინის ფილა, ქაღალდის ფურცელი, ჭურჭელი, მაშები, მშრალი საწვავი.

სამუშაოს მიმდინარეობა და დაკვირვება: დაასხით სამი პატარა იდენტური გროვა წვრილად დაქუცმაცებული ფხვნილების ფურცელზე: კალიუმის პერმანგანატი, რკინის ფილა და ნახშირი. ამის შემდეგ გადაკეცეთ ფურცელი შუაზე ისე, რომ ფხვნილები ერთ გროვაში მოხვდეს. ფაქტია, რომ კალიუმის პერმანგანატის რკინის ნარჩენებით შეზელვისას, ნარევი შეიძლება აალდეს. მიღებული ნარევი ჩაასხით ჭურჭელში. მივყავართ მშრალი საწვავის ცეცხლზე და დაველოდოთ რამდენიმე წამს. როდესაც ნარევი გაცხელდება, ის დაიწყებს ბზინვარებას, როგორც ნაპერწკალი.

გამოცდილება No3. "დაუქრობელი მაგნიუმი".

მაგნიუმი ერთ-ერთია იმ მცირერიცხოვან ნივთიერებებს შორის, რომელთა ჩაქრობა შეუძლებელია წყლით.

რეაგენტები და აღჭურვილობა: მაგნიუმი, წყალი, მინა, გრძელსახელური კოვზი, სპირტიანი ნათურა.

სამუშაოს მიმდინარეობა და დაკვირვება: სპირტიანი ნათურის ცეცხლიდან კოვზში აანთეთ მცირე რაოდენობით მაგნიუმი. ცეცხლმოდებულ მაგნიუმს ვათავსებთ ჭიქა წყალში და ვაკვირდებით, რომ ის არ გადის, მაგრამ აგრძელებს წვას და რჩება წყლის ზედაპირზე.

ექსპერიმენტი No4 „ფარაონის გველი კალციუმის გლუკონატისგან“.

ფარაონის გველები არის მთელი რიგი რეაქციები, რომლებსაც თან ახლავს ფოროვანი პროდუქტის წარმოქმნა მცირე მოცულობის რეაქციაში მყოფი ნივთიერებებისგან. ამ რეაქციებს თან ახლავს გაზის სწრაფი ევოლუცია.

ექსპერიმენტის მიზანი: კალციუმის გლუკონატის თერმული დაშლის დაკვირვება.

რეაგენტები და აღჭურვილობა: კალციუმის გლუკონატის ტაბლეტები, მშრალი საწვავი, პინცეტი.

სამუშაოს მიმდინარეობა და დაკვირვება: მშრალი საწვავის ანთებულ ტაბლეტზე, პინცეტის გამოყენებით, მოათავსეთ კალციუმის გლუკონატი 1-2 ტაბლეტი. კალციუმის გლუკონატი საგრძნობლად გაიზრდება მოცულობაში, მიიღებს „ჭიისებრ“ ფორმას და ცეცხლიდან „გამოიძვრება“. შედეგად მიღებული "გველი" ძალიან მყიფეა და პირველი შეხებისას იშლება.

გამოცდილება No5. "Soda Viper"

ექსპერიმენტის მიზანი: დავაკვირდეთ სოდასა და შაქრის ფხვნილის ნარევის თერმულ დაშლას.

რეაგენტები და აღჭურვილობა: ქვიშა, სოდა, შაქრის ფხვნილი, ალკოჰოლი.

სამუშაოს მიმდინარეობა და დაკვირვება: ჩაასხით ცოტაოდენი ქვიშა (4-5 სუფრის კოვზი), გააკეთეთ პატარა ჩაღრმავება მიღებული „პირამიდის“ თავზე. ჩაასხით ამ ღრუში თანაბარი რაოდენობით სოდასა და შაქრის პუდრის ნარევი. ყველაფერს სპირტს ვასხამთ და ცეცხლს ვუკიდებთ. ჯერ ვაკვირდებით პატარა მუქი ბუშტების წარმოქმნას, შემდეგ თავად „სოდიანი გველგესლას“ გამოჩენას. როგორც წინა ექსპერიმენტში, ფარაონის გველი თანდათან იზრდება ზომაში.

გამოცდილება No6. „აირების ნარევის აფეთქება“.

ექსპერიმენტის მიზანი: ჰაერისა და აალებადი აირის ნარევის აფეთქებაზე დაკვირვება.

რეაგენტები და აღჭურვილობა: თუთია, მარილმჟავა, აირების წარმომქმნელი მოწყობილობა, ჭიქა წყალი, ჭურჭლის სარეცხი საშუალება, ანთებული ნატეხი.

სამუშაოს მიმდინარეობა და დაკვირვება: ჩაასხით ცოტაოდენი სარეცხი საშუალება ჭიქა წყალში, ურიეთ, რომ მიიღოთ მსუბუქი ქაფი. ჩვენ ვურევთ თუთიას და მარილმჟავას გაზების წარმომქმნელ მოწყობილობაში და გაზის გამოსასვლელ მილს ვუშვებთ ჭიქაში წყლით და სარეცხი საშუალებით. როდესაც თუთია რეაგირებს მარილმჟავასთან, წყალბადი გამოიყოფა, რომელიც შუშაში ქაფს ქმნის. როცა საკმარისია

ააფეთქეთ, ამოიღეთ გაზის გამომავალი მილი, მიიტანეთ დამწვარი ნატეხი ქაფთან და დააკვირდით მცირე აფეთქებას.

გამოცდილება No7. "ფერადი ალი"

რეაგენტები და აღჭურვილობა: სპილენძის ქლორიდი, სპილენძის (II) სულფატი, სუფრის მარილი, კალციუმის ფტორიდი, ამონიუმის ქლორიდი, წყალი, ალკოჰოლური ნათურა, ნიქრომის მავთულის მარყუჟი.

სამუშაოს მიმდინარეობა და დაკვირვება: აურიეთ ამონიუმის ქლორიდი 1:1 თანაფარდობით თითოეულ რეაგენტთან, განზავდეს წყლით და შეურიეთ მიღებული ნალექი. შემდეგ თითოეული ნივთიერების მცირე რაოდენობას ნიკრომული მავთულის მარყუჟით ვამაგრებთ და ვამატებთ სანთურის ცეცხლს, ვაკვირდებით ალის შეღებვის რეაქციას. შედეგი იყო: ორიგინალური ალი იყო გამჭვირვალე, მოლურჯო ელფერით; ნატრიუმის ქლორიდმა (სუფრის მარილი) ალი ყვითლად შეღება; სპილენძის (II) სულფატი - სპილენძის სულფატი - მწვანე; სპილენძის ქლორიდმა ის ღია ცისფერი აქცია, კალციუმის ფტორიდმა კი ცეცხლს ძლივს შესამჩნევ წითელ ელფერს მისცა.

ცნობები

1. .კენდივანი, ო.დ.-ს. სასწაული ქიმიკოსის თვალით / O.D.-S. კენდივანი //ქიმია. საგანმანათლებლო და მეთოდური ჟურნალი ქიმიისა და საბუნებისმეტყველო საგნების მასწავლებელთათვის No5-6 ed. პირველი სექტემბერი - მოსკოვი, 2014 წ. - გვ.45-52

2. კრასიტსკი, ვ.ა. ადამიანის მიერ შექმნილი ცეცხლი: ისტორია და თანამედროვეობა / V.A. კრასიცკი // ქიმია. საგანმანათლებლო და მეთოდური ჟურნალი ქიმიისა და საბუნებისმეტყველო საგნების მასწავლებლებისთვის No1 გამომ. პირველი სექტემბერი - მოსკოვი, 2014 წ. - გვ.4-8

3. უცნობი. ანალიზური ქიმია. ნახევრადმიკროანალიზი [ელექტრონული რესურსი] / უცნობი // ანალიტიკური ქიმია - წვდომის რეჟიმი: http://analit-himiya.ucoz.com/index/0-13

4. უცნობი. წვა [ელექტრონული რესურსი]/ უცნობი // თავისუფალი ენციკლოპედია ვიკიპედია - წვდომის რეჟიმი: https://ru.wikipedia.org/wiki/Combustion

5. პოლტევი, მ.კ. თავი X. სახანძრო უსაფრთხოება. §1. წვის პროცესები / M.K. პოლტევი // შრომის უსაფრთხოება მანქანათმშენებლობაში, რედ. "უმაღლესი სკოლა" - მოსკოვი, 1980 წ.

6. რიუმინი, ვ.ვ. წვა ჰაერის გარეშე / V.V. რიუმინი // გასართობი ქიმია, მე-7 გამოცემა. ახალგაზრდა მცველი. - მოსკოვი, 1936. - გვ.58-59

7. რიუმინი, ვ.ვ. თვითანთება / V.V. რიუმინი // გასართობი ქიმია, მე-7 გამოცემა. ახალგაზრდა მცველი. - მოსკოვი, 1936. - გვ.59

8. სტეპინი, ბ.დ.; ალიკბეროვა, ლ.იუ. სანახაობრივი ექსპერიმენტები / B.D. სტეპინი, ლ.იუ. ალიკბეროვა // გასართობი ამოცანები და სანახაობრივი ექსპერიმენტები ქიმიაში, რედ. ბუსტარდი - მოსკოვი, 2006. - ს.

– მდგრადი ჯაჭვური რეაქცია წვას, რომელიც არის ეგზოთერმული რეაქცია, რომლის დროსაც ოქსიდიზატორი, ჩვეულებრივ, ჟანგბადი, ჟანგავს საწვავს, ჩვეულებრივ ნახშირბადს, წარმოქმნის წვის პროდუქტებს, როგორიცაა ნახშირორჟანგი, წყალი, სითბო და სინათლე. ტიპიური მაგალითია მეთანის წვა:

CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O

წვის შედეგად წარმოქმნილი სითბო შეიძლება გამოყენებულ იქნას თავად წვის გასაძლიერებლად და როდესაც ეს საკმარისია და არ არის საჭირო დამატებითი ენერგია წვის შესანარჩუნებლად, ხდება ხანძარი. ხანძრის შესაჩერებლად შეგიძლიათ ამოიღოთ საწვავი (გამორთეთ სანთური ღუმელზე), ოქსიდიზატორი (ცეცხლი დააფარეთ სპეციალური მასალით), სითბო (ცეცხლზე წყალი დაასხით) ან თავად რეაქცია.

წვა, გარკვეულწილად, ფოტოსინთეზის საპირისპიროა, ენდოთერმული რეაქცია, რომელშიც სინათლე, წყალი და ნახშირორჟანგი შედის ნახშირბადის წარმოქმნით.

მაცდურია ვივარაუდოთ, რომ ხის დაწვა იყენებს ცელულოზაში არსებულ ნახშირბადს. თუმცა, როგორც ჩანს, რაღაც უფრო რთული ხდება. თუ ხე ექვემდებარება სითბოს, იგი განიცდის პიროლიზს (განსხვავებით წვისგან, რომელიც არ საჭიროებს ჟანგბადს), გარდაიქმნება მას უფრო აალებადი ნივთიერებებად, როგორიცაა აირები და სწორედ ეს ნივთიერებები ანთებს ხანძრის დროს.

თუ ხე საკმარისად დიდხანს იწვის, ალი გაქრება, მაგრამ დნობა გაგრძელდება და განსაკუთრებით ხე გააგრძელებს ნათებას. დნობა არის არასრული წვა, რომელიც, სრული წვისგან განსხვავებით, იწვევს ნახშირბადის მონოქსიდის წარმოქმნას.

ყოველდღიური ობიექტები მუდმივად ასხივებენ სითბოს, მისი დიდი ნაწილი ინფრაწითელ დიაპაზონშია. მისი ტალღის სიგრძე ხილულ სინათლეზე მეტია, ამიტომ მისი დანახვა სპეციალური კამერების გარეშე შეუძლებელია. ცეცხლი საკმარისად კაშკაშაა ხილული შუქის გამომუშავებისთვის, თუმცა ის ასევე გამოიმუშავებს ინფრაწითელ გამოსხივებას.

ცეცხლში ფერის გამოჩენის კიდევ ერთი მექანიზმი არის დამწვარი ობიექტის ემისიის სპექტრი. შავი სხეულის გამოსხივებისგან განსხვავებით, რადიაციის სპექტრს აქვს დისკრეტული სიხშირე. ეს ხდება იმის გამო, რომ ელექტრონები წარმოქმნიან ფოტონებს გარკვეულ სიხშირეზე, გადადიან მაღალი ენერგიის მდგომარეობიდან დაბალ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში. ეს სიხშირეები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნიმუშში არსებული ელემენტების დასადგენად. მსგავსი იდეა (შთანთქმის სპექტრის გამოყენებით) გამოიყენება ვარსკვლავების შემადგენლობის დასადგენად. ემისიის სპექტრი ასევე პასუხისმგებელია ფეიერვერკებისა და ფერადი განათების ფერზე.

დედამიწაზე ცეცხლის ფორმა დამოკიდებულია გრავიტაციაზე. როდესაც ცეცხლი ათბობს მიმდებარე ჰაერს, ხდება კონვექცია: ცხელი ჰაერი, რომელიც შეიცავს, სხვა საკითხებთან ერთად, ცხელ ფერფლს, ამოდის და ცივი ჰაერი (ჟანგბადის შემცველი) იძირება, მხარს უჭერს ცეცხლს და აძლევს ცეცხლს ფორმას. დაბალ გრავიტაციაში, მაგალითად, კოსმოსურ სადგურზე, ეს არ ხდება. ცეცხლი იწვება ჟანგბადის დიფუზიით, ამიტომ ის უფრო ნელა და სფეროს სახით იწვის (რადგან წვა ხდება მხოლოდ იქ, სადაც ცეცხლი ჟანგბადის შემცველ ჰაერთან შედის. სფეროს შიგნით ჟანგბადი არ რჩება).

შავი სხეულის გამოსხივება

შავი სხეულის გამოსხივება აღწერილია პლანკის ფორმულით, რომელიც ეხება კვანტურ მექანიკას. ისტორიულად, ეს იყო კვანტური მექანიკის ერთ-ერთი პირველი გამოყენება. ის შეიძლება იყოს მიღებული კვანტური სტატისტიკური მექანიკიდან შემდეგნაირად.

ჩვენ ვიანგარიშებთ სიხშირის განაწილებას ფოტონის გაზში T ტემპერატურაზე. ის ფაქტი, რომ იგი ემთხვევა იმავე ტემპერატურის აბსოლუტურად შავი სხეულის მიერ გამოსხივებული ფოტონების სიხშირის განაწილებას, გამომდინარეობს კირჩჰოფის რადიაციის კანონიდან. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ შავი სხეული შეიძლება მოიყვანოს ტემპერატურულ წონასწორობაში ფოტონის გაზთან (რადგან მათ აქვთ იგივე ტემპერატურა). ფოტონურ გაზს შთანთქავს შავი სხეული, რომელიც ასევე ასხივებს ფოტონებს, ამიტომ წონასწორობისთვის აუცილებელია, რომ ყოველი სიხშირეზე, რომლითაც შავი სხეული ასხივებს რადიაციას, ის შთანთქავს მას იმავე სიჩქარით, რაც განისაზღვრება სიხშირის განაწილებით გაზი.

სტატისტიკურ მექანიკაში სისტემის s-ში ყოფნის ალბათობა, თუ ის თერმულ წონასწორობაშია T ტემპერატურაზე, პროპორციულია.

სადაც E s არის s მდგომარეობის ენერგია და β = 1 / k B T, ან თერმოდინამიკური ბეტა (T არის ტემპერატურა, k B არის ბოლცმანის მუდმივი). ეს არის ბოლცმანის განაწილება. ამის ერთ-ერთი ახსნა მოცემულია ტერენს ტაოს ბლოგ პოსტში. ეს ნიშნავს, რომ ალბათობა ტოლია

P s = (1/Z(β)) * e - β E s

სადაც Z(β) არის ნორმალიზების მუდმივი

Z(β) = ∑ s e - β E s

ფოტონის გაზის მდგომარეობის აღსაწერად, თქვენ უნდა იცოდეთ რაღაც ფოტონების კვანტური ქცევის შესახებ. სტანდარტული ელექტრომაგნიტური ველის კვანტიზაციაში, ველი შეიძლება განიხილებოდეს, როგორც კვანტური ჰარმონიული რხევების ნაკრები, თითოეული რხევა სხვადასხვა კუთხური სიხშირეზე ω. ჰარმონიული ოსცილატორის საკუთრივ მდგომარეობების ენერგიები აღინიშნება არაუარყოფითი მთელი რიცხვით n ∈ ℤ ≥ 0, რომელიც შეიძლება განიმარტოს, როგორც ω სიხშირის ფოტონების რაოდენობა. საკუთრივ მდგომარეობის ენერგიები (მუდმივამდე):

თავის მხრივ, კვანტური ნორმალიზების მუდმივი პროგნოზირებს, რომ დაბალ სიხშირეებზე (ტემპერატურასთან შედარებით) კლასიკური პასუხი დაახლოებით სწორია, მაგრამ მაღალ სიხშირეებზე საშუალო ენერგია ეცემა ექსპონენტურად, ხოლო დაბალ ტემპერატურაზე ვარდნა უფრო დიდია. ეს იმიტომ ხდება, რომ მაღალ სიხშირეებზე და დაბალ ტემპერატურაზე კვანტური ჰარმონიული ოსცილატორი დროის უმეტეს ნაწილს ატარებს ძირეულ მდგომარეობაში და არ გადადის შემდეგ დონეზე ისე მარტივად, რაც ექსპონენტურად ნაკლებად სავარაუდოა. ფიზიკოსები ამბობენ, რომ თავისუფლების ამ ხარისხის უმეტესი ნაწილი (ოსცილატორის გარკვეული სიხშირით რხევის თავისუფლება) "გაყინულია".

მდგომარეობათა სიმკვრივე და პლანკის ფორმულა

ახლა, იმის ცოდნა, თუ რა ხდება გარკვეულ სიხშირეზე ω, აუცილებელია ყველა შესაძლო სიხშირის ჯამი. გამოთვლების ეს ნაწილი კლასიკურია და კვანტური შესწორებები არ არის საჭირო.

ჩვენ ვიყენებთ სტანდარტულ გამარტივებას, რომ ფოტონის გაზი ჩასმულია მოცულობაში L სიგრძის გვერდით პერიოდული სასაზღვრო პირობებით (ანუ, სინამდვილეში ეს იქნება ბრტყელი ტორუსი T = ℝ 3 / L ℤ 3). შესაძლო სიხშირეები კლასიფიცირდება ელექტრომაგნიტური ტალღის განტოლების გადაწყვეტილებების მიხედვით მდგარი ტალღებისთვის მოცულობით განსაზღვრული სასაზღვრო პირობებით, რაც, თავის მხრივ, შეესაბამება ფაქტორამდე, ლაპლასიური Δ-ის საკუთრივ მნიშვნელობებს. უფრო ზუსტად, თუ Δ υ = λ υ, სადაც υ(x) არის გლუვი ფუნქცია T → ℝ, მაშინ მუდმივი ტალღისთვის ელექტრომაგნიტური ტალღის განტოლების შესაბამისი ამონახსნი იქნება.

υ(t, x) = e c √λ t υ(x)

და ამიტომ, იმის გათვალისწინებით, რომ λ ჩვეულებრივ უარყოფითია და, შესაბამისად, √λ ჩვეულებრივ წარმოსახვითია, შესაბამისი სიხშირე ტოლი იქნება

ω = c √(-λ)

ეს სიხშირე ხდება დაბნელებული V λ-ჯერ, სადაც V λ არის ლაპლასიურის λ საკუთრივ მნიშვნელობა.

ჩვენ ვამარტივებთ პირობებს პერიოდული სასაზღვრო პირობების მქონე მოცულობის გამოყენებით, რადგან ამ შემთხვევაში ძალიან ადვილია ლაპლასიურის ყველა საკუთარი ფუნქციის ჩაწერა. თუ სიმარტივისთვის ვიყენებთ კომპლექსურ რიცხვებს, მაშინ ისინი განისაზღვრება როგორც

υ k (x) = e i k x

სადაც k = (k 1, k 2, k 3) ∈ 2 π / L * ℤ 3, ტალღის ვექტორი. ლაპლასიურის შესაბამისი საკუთრივ მნიშვნელობა იქნება

λ k = - | k | 2 = - k 2 1 - k 2 2 - k 2 3

შესაბამისი სიხშირე იქნება

და შესაბამისი ენერგია (ამ სიხშირის ერთი ფოტონი)

E k = ℏ ω k = ℏ c |k|

აქ ჩვენ ვაახლოებთ ალბათობის განაწილებას შესაძლო სიხშირეებზე ω k, რომლებიც, მკაცრად რომ ვთქვათ, დისკრეტულია, უწყვეტი ალბათობის განაწილებით და გამოვთვალოთ g(ω) მდგომარეობების შესაბამისი სიმკვრივე. იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ g(ω) dω უნდა შეესაბამებოდეს ხელმისაწვდომი მდგომარეობების რაოდენობას, რომელთა სიხშირეები მერყეობს ω-დან ω + dω-მდე. შემდეგ ჩვენ ვაერთიანებთ მდგომარეობების სიმკვრივეს საბოლოო ნორმალიზების მუდმივის მისაღებად.

რატომ არის ეს მიახლოება გონივრული? სრული ნორმალიზების მუდმივი შეიძლება აღწერილი იყოს შემდეგნაირად. თითოეული ტალღის რიცხვისთვის k ∈ 2 π / L * ℤ 3 არის რიცხვი n k ∈ ℤ ≥0, რომელიც აღწერს ამ ტალღის რიცხვის მქონე ფოტონების რაოდენობას. ფოტონების საერთო რაოდენობა n = ∑ n k არის სასრული. თითოეული ფოტონი ემატება ℏ ω k = ℏ c |k|, რაც იმას ნიშნავს, რომ

Z(β) = ∏ k Z ω k (β) = ∏ k 1 / (1 - e -βℏc|k|)

ყველა ტალღის რიცხვისთვის k, შესაბამისად, მისი ლოგარითმი იწერება ჯამის სახით

ჟურნალი Z(β) = ∑ k log 1 / (1 - e -βℏc|k|)

და ჩვენ გვინდა ეს ჯამი მივახლოვოთ ინტეგრალის მიხედვით. გამოდის, რომ გონივრულ ტემპერატურებზე და დიდი მოცულობებისთვის ინტეგრანდელი ძალიან ნელა იცვლება k-ით, ამიტომ ეს მიახლოება ძალიან ახლოს იქნება. ის წყვეტს მუშაობას მხოლოდ ულტრა დაბალ ტემპერატურაზე, სადაც ბოზე-აინშტაინის კონდენსაცია ხდება.

მდგომარეობების სიმკვრივე გამოითვლება შემდეგნაირად. ტალღის ვექტორები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც ერთიანი გისოსების წერტილები, რომლებიც ცხოვრობენ „ფაზის სივრცეში“, ანუ ტალღის ვექტორების რაოდენობა ფაზის სივრცის გარკვეულ რეგიონში პროპორციულია მისი მოცულობის პროპორციულად, მინიმუმ 2π/ლ გისოსთან შედარებით დიდი რეგიონებისთვის. . არსებითად, ტალღის ვექტორების რაოდენობა ფაზის სივრცის რეგიონში უდრის V/8π 3, სადაც V = L 3, ჩვენი შეზღუდული მოცულობა.

რჩება ფაზური სივრცის რეგიონის მოცულობის გამოთვლა ყველა ტალღის ვექტორისთვის k სიხშირეებით ω k = c |k| ω-დან ω-მდე დიაპაზონში + dω. ეს არის სფერული გარსი dω/c სისქით და რადიუსით ω/c, შესაბამისად მისი მოცულობა

2πω 2 /c 3 dω

მაშასადამე, ფოტონის მდგომარეობათა სიმკვრივე

G(ω) dω = V ω 2 / 2 π 2 c 3 dω

სინამდვილეში, ეს ფორმულა ორჯერ დაბალია: ჩვენ დაგვავიწყდა გავითვალისწინოთ ფოტონების პოლარიზაცია (ან, ექვივალენტურად, ფოტონის სპინი), რომელიც აორმაგებს მდგომარეობების რაოდენობას მოცემული ტალღის რიცხვისთვის. სწორი სიმკვრივე:

G(ω) dω = V ω 2 / π 2 c 3 dω

ის ფაქტი, რომ მდგომარეობების სიმკვრივე V ტომში წრფივია, მუშაობს არა მხოლოდ ბრტყელ ტორში. ეს არის ლაპლასური მნიშვნელობების საკუთრება ვეილის კანონის მიხედვით. ეს ნიშნავს, რომ ნორმალიზებადი მუდმივის ლოგარითმი

ჟურნალი Z = V / π 2 c 3 ∫ ω 2 log 1 / (1 - e - βℏω) dω

წარმოებული β-სთან მიმართებაში იძლევა ფოტონის გაზის საშუალო ენერგიას

< E >= - ∂/∂β log Z = V / π 2 c 3 ∫ ℏω 3 / (e βℏω - 1) dω

მაგრამ ჩვენთვის მთავარია ინტეგრანტი, რომელიც იძლევა "ენერგიის სიმკვრივეს".

E(ω) dω = Vℏ / π 2 c 3 * ω 3 / (e βℏω - 1) dω

აღწერს ფოტონის გაზის ენერგიის რაოდენობას, რომელიც წარმოიქმნება ფოტონებიდან, სიხშირეებით ω-დან ω + dω-მდე. საბოლოო შედეგი არის პლანკის ფორმულის ფორმა, თუმცა საჭიროა ცოტა ჩხუბი, რომ ის გადაიქცეს ფორმულად, რომელიც ეხება შავ სხეულებს და არა ფოტოურ გაზებს (თქვენ უნდა გაყოთ V-ზე, რომ მიიღოთ სიმკვრივე ერთეულ მოცულობაზე და გააკეთოთ რამდენიმე მეტი რამ რადიაციის გასაზომად).

პლანკის ფორმულას ორი შეზღუდვა აქვს. იმ შემთხვევაში, როდესაც βℏω → 0, მნიშვნელი მიდრეკილია βℏω-ზე და მივიღებთ

E(ω) dω ≈ V / π 2 c 3 * ω 2 /β dω = V k B T ω 2 / π 2 c 3 dω

ტეგები:

ცეცხლი
კვანტური ფიზიკა

ტეგების დამატება

შესავალი

თემის აქტუალობა. ცეცხლის გარეშე დედამიწაზე სიცოცხლე შეუძლებელია. ჩვენ ყოველდღე ვხედავთ ცეცხლს - ღუმელი, ცეცხლი, ღუმელი და ა.შ. ის ყველგან არის - სახლებში და სკოლებში, ქარხნებში და ქარხნებში, კოსმოსური ხომალდების ძრავებში. მარადიული ალი დიდების მოედანზე ანთებს, ეკლესიებში სანთლები მუდამ ანთებენ...

ტყის ხანძარს ტელევიზიით მთელი ზაფხული აჩვენებდნენ. დიდი რაოდენობით ხეები, რომლებიც ჰაერს გვაძლევდნენ, შეუქცევად დაიწვა. ისინი შეიძლება გახდეს საინტერესო წიგნები და ჩვენი სკოლის რვეულები. ცხოველები დაიღუპნენ. დაიწვა მთელი სოფლები, ხალხი უსახლკაროდ დარჩა.

ეს ცეცხლი საინტერესო და იდუმალია!

ხანძრისა და უსაფრთხოების ზომების შესახებ ბავშვებისთვის საკმაოდ ბევრი წიგნი დაიწერა, მათ შორის ლიტერატურული ნაწარმოებები (ს. მიხალკოვის „ბიძია სტეპა“, კ. ჩუკოვსკის „დაბნეულობა“, ს. მარშაკის „კატის სახლი“ და სხვ.). მაგრამ ასეთი წყაროები, რომლებიც დეტალურად აღწერენ როგორც ცეცხლის თვისებებს, ასევე მის სარგებელს, იშვიათია. ჩვენი ნამუშევარი სწორედ ასეთი ხარვეზის შევსების მცდელობაა.

სამუშაოს მიზანი: ადამიანებისთვის ცეცხლის მნიშვნელობის შესწავლა.

ამოცანები. ამ ნაშრომში ვსწავლობთ ცეცხლის თვისებებს და ვპასუხობთ კითხვას: რა არის ცეცხლი? ჩვენ ასევე გვესმის, როგორ იყენებენ ადამიანები ამ თვისებებს. როგორ და რატომ შეუძლია ცეცხლის დახმარება და ზიანი მიაყენოს ადამიანებს? (დანართი 1).

ჩვენ გამოვიყენეთ საცნობარო ლიტერატურა: ლექსიკონი, ენციკლოპედია, რამდენიმე წიგნი უფროსებისთვის და ინფორმაცია ინტერნეტიდან.

1. რა არის ცეცხლი? ცეცხლის ძირითადი თვისებები

ბავშვთა ენციკლოპედიას აქვს ცეცხლისა და წვის შემდეგი განმარტება: ”ეს არის ქიმიური რეაქცია, რომლის დროსაც ერთ-ერთი ნივთიერება თბება იმდენად, რომ იგი აერთიანებს ჰაერში ჟანგბადს”.

რუსული ენის განმარტებით ლექსიკონში ვკითხულობთ: ”ცეცხლი წვავს მაღალი ტემპერატურის მანათობელ აირებს”. ამ ინფორმაციის წაკითხვის შემდეგ, ამ ნაწარმოების ავტორს ჯერ კიდევ არ ესმოდა რა არის ცეცხლი და გადაწყვიტა მისთვის დაწყებითი სკოლის მოსწავლეებისთვის გასაგები განმარტება მიეცა. ამისათვის თქვენ უნდა დაადგინოთ მისი ძირითადი თვისებები.

ვსწავლობთ ცეცხლის ძირითად თვისებებს ექსპერიმენტული მეთოდების (ექსპერიმენტების) და დაკვირვების გამოყენებით. მოდით გავაკეთოთ რამდენიმე ექსპერიმენტი.

შენიშვნა. ყველა ექსპერიმენტი ჩატარდა უფროსების თანდასწრებით და დახმარებით და დაცული იყო უსაფრთხოების წესები: გამოიყენეს არამწვავ ზედაპირზე (მინის დაფა) და მოამზადეს ქილა წყალი.

ექსპერიმენტების აღწერა:

ექსპერიმენტი No1. ღამით ოთახში შუქი ჩაქრა. დაბნელდა, არაფერი ჩანდა. აანთეს სანთელი, თვალსაჩინო გახდა საგნებისა და ადამიანების კონტურები.

პატარა სანთლის ცეცხლსაც კი შეუძლია ოთახის განათება. ამიტომ დედას ყოველთვის აქვს სანთლები მარაგში - დენის გათიშვის შემთხვევაში.

ექსპერიმენტი No2. ძალიან ფრთხილად ეცადეთ, ხელი სანთლის ცეცხლთან მიიტანოთ. 20 სმ მანძილზე ძალიან თბილი ხდება, ქვემოთ - წვის შეგრძნების გამო ხელის დაწევა არ შეუძლია.

დასკვნა: თვისება 2: ცეცხლი წარმოქმნის დიდ სითბოს! (იხილეთ: დანართი, სლაიდი 5).

ექსპერიმენტი No3. ანთებულ სანთელს დააფარეთ შუშის ქილა. რამდენიმე წამის შემდეგ ცეცხლი ქრება. იგივე ხდება გაზის სანთურთან დაკავშირებით. საიმედოობისთვის ექსპერიმენტი 3-ჯერ გავიმეორეთ. შედეგი ყოველთვის ერთი და იგივეა - ალი წყვეტს წვას.

დასკვნა: მე-3 თვისება: ცეცხლი რომ დაიწვას მას სჭირდება ჰაერი, უფრო სწორად მასში შემავალი ჟანგბადი. (იხ.: დანართი, სლაიდი 6).

ასე რომ, ჩვენ გავარკვიეთ ცეცხლის ძირითადი თვისებები და უკვე შეგვიძლია ვუპასუხოთ კითხვას: რა არის ცეცხლი?

ცეცხლი არის პროცესი, რომლის დროსაც ჟანგბადი მოიხმარება და შუქი და სითბო გამოიყოფა.

გავაგრძელოთ ცეცხლის თვისებების შესწავლა.

1) დააკვირდით სანთლის ცეცხლს. მშვიდი ალის ფორმა, ზემოთ მიმართული, კონუსს ჰგავს. თუ სანთლის ცეცხლზე ნელ-ნელა უბერავთ, ფორმა იცვლება, ის გადახრის ჰაერის ნაკადს. იგივე ხდება, თუ სანთელს ოდნავ გაღებულ ფანჯარასთან უჭერთ.

დასკვნა: ალის ფორმის შეცვლა შესაძლებელია ჰაერის ნაკადის გამოყენებით. ეს ქონება გამოიყენება ხანძრის დანთებისას. (იხ.: დანართი, სლაიდები 9,10,11).

2) გაითვალისწინეთ ცეცხლის ფერი. ფერი ყველგან ერთნაირი არ არის, ალი აქვს ფენებს: ქვედა ფენა არის მოლურჯო, შემდეგ ღია ყვითელი ფენა, ამის შემდეგ ყველაზე ზედა მოწითალო-ნარინჯისფერი. (იხ.: დანართი, სლაიდი 13).

მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის ფერი.

ჩვენ შევამჩნიეთ, რომ სამზარეულოში გაზი ყოველთვის ლურჯად იწვის, ხე კი ყვითელ-ნარინჯისფერს. ელექტრული კაბიდან თხელი სპილენძის მავთულის წვას დავაკვირდით, აღმოვაჩინეთ, რომ ალი მწვანე გახდა. (იხ.: დანართი, სლაიდები 14, 17, 18, 19).

დასკვნები: 1. სხვადასხვა ნივთიერება და მასალა იწვის სხვადასხვა ფერის ალით. ასე რომ, თქვენ მიიღებთ ასეთ ლამაზ ფოიერვერკებს! 2. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ ამოიცნოთ უცნობი ნივთიერება ალი ფერის მიხედვით, უბრალოდ უნდა დაკიდოთ ცეცხლი (როგორც ერთ-ერთი მეთოდი).

ექსპერიმენტი No5. ცეცხლის ტემპერატურა. ავიღოთ იგივე თხელი სპილენძის მავთული. ასეთი მავთულის წვერი, რომელიც მას ცეცხლზე უჭირავს, მოთავსებულია ცეცხლში სხვადასხვა ადგილას და სხვადასხვა სიმაღლეზე და ვაკვირდებით მავთულზე ალის ეფექტს. დაკვირვებები ცხადყოფს შემდეგს:

ცეცხლის ქვედა ნაწილში მავთული არ ანათებს, არ იწვის, ის მხოლოდ შავი საფარით არის დაფარული.
შუა ნაწილში მავთული წითლად ანათებს და იწყებს წითელ ნათებას.
ცეცხლის ზედა ნაწილში მავთული ანათებს და ცეცხლს მომწვანო ელფერს აძლევს.

ეს ნიშნავს, რომ ცეცხლის სხვადასხვა ფენაში ტემპერატურა განსხვავებულია. ამას ადასტურებს ცეცხლთან ხელის დადების გამოცდილება. ჩვენ გვახსოვს, რომ ხელის ზემოდან მხოლოდ 20 სმ-ით მიტანა შეგიძლიათ, თუ თითს ცეცხლს ძირს მიიღებთ, სითბო იგრძნობა მხოლოდ 1 სმ მანძილზე.

დასკვნა: ალი აქვს რამდენიმე ფენას, რომლებიც განსხვავდება არა მხოლოდ ფერით, არამედ ტემპერატურით. ალი ყველაზე ცივია ბოლოში და ყველაზე ცხელი ზევით. (იხ.: დანართი, სლაიდი 20).

2. ცეცხლის მნიშვნელობა: სარგებელი და ზიანი

ჩვენი ექსპერიმენტების, საკუთარი დაკვირვების, ასევე წაკითხული მასალის შედეგად დავრწმუნდით, რომ ადამიანები მუდმივად იყენებენ ცეცხლს ცხოვრებაში და მას ძალიან დიდი სარგებელი მოაქვს.

ყოველდღიურ ცხოვრებაში: სივრცის გათბობისთვის, სამზარეულოსთვის, წყლის გასათბობად, განათებისთვის - თუ ელექტროენერგია არ მუშაობს. ცეცხლი ასევე ემსახურება კომფორტს. მაგალითად, ბუხარი ან სურნელოვანი სანთლები.
როგორც ირკვევა, ცეცხლის სასარგებლო თვისებებს იყენებენ ბევრ ქარხანასა და ქარხანაში. ცეცხლი დნება ლითონს, რის შემდეგაც მას რაღაც ფორმა ეძლევა. მეტალი ასევე გამოიყენება ლითონის მოსაჭრელად ან, პირიქით, მის შესადუღებლად. ამრიგად, იგი გამოიყენება, მაგალითად, სხვადასხვა მანქანებისა და მექანიზმების დასამზადებლად.

ცეცხლი ასევე გამოიყენება:

მინის და თიხის ჭურჭლის დამზადება.
პლასტმასის წარმოება, საღებავები.
მედიკამენტების დამზადება.
ნარჩენების გადამუშავება.

და ეს არ არის ცეცხლის "კარგი" საქმეების მთელი სია.

დასკვნა: ხალხს ნამდვილად სჭირდება ცეცხლი. ის ათბობს, კვებავს და ანათებს. თანამედროვე ადამიანი მუდმივად იყენებს ცეცხლს. შეუძლებელია სიცოცხლის წარმოდგენა ცეცხლის გარეშე.

მაგრამ ხანძარი ძალიან საშიშია! ის ყოველთვის უნდა იყოს კონტროლირებადი. მას შეუძლია ბევრი ზიანის მიყენება. საუბარია ხანძრებზე. ცეცხლი არის, როცა ცეცხლი იწვის ადამიანის სურვილის გარეშე და ანადგურებს ყველაფერს.

ხანძარი დიდ ზიანს აყენებს ჩვენს სახელმწიფოს და მოსახლეობას. ცეცხლი არის ძალიან საშინელი, სასტიკი ფენომენი, მტრული ყველა ცოცხალი არსების მიმართ. (იხ.: დანართი, სლაიდი 26).

ხანძარი მავნეა, რადგან: ადამიანები იღუპებიან ხანძრისგან და იღებენ მძიმე დამწვრობას, ადამიანები კარგავენ სახლებს, ტყეები ქრება ხანძრისგან და მათი ყველა ბინადარი იღუპება: ცხოველებს, ფრინველებს, ცეცხლს შეუძლია გაანადგუროს ყველაფერი, რაც ადამიანმა შექმნა თავისი შრომით.

ზოგიერთი სტატისტიკა. წარმოიდგინეთ, რომ მსოფლიოში ყოველწლიურად დაახლოებით 5 მილიონი ხანძარი ხდება! ყოველ საათში ხანძრის შედეგად ერთი ადამიანი იღუპება, ორი ზიანდება ან იწვის. ყოველი მესამე მოკლული ბავშვია.

როგორ წარმოიქმნება ისინი? ხანძრის უყურადღებო მოპყრობის, უსაფრთხოების ზომებისადმი არაკეთილსინდისიერი დამოკიდებულების გამო.

მრავალი წიგნი დაიწერა ხანძრებისა და უბედურების შესახებ, რაც მას მოაქვს. მათ შორის ბავშვთა. რატომ იწერება ამდენი წიგნი ბავშვებისთვის ხანძრის შესახებ? ვფიქრობთ, რომ ხანძარი ძალიან ხშირად ხდება ბავშვების ბრალით.

გვინდა შევახსენოთ ყველა ბიჭს:

არასოდეს ითამაშო ცეცხლთან!

ცეცხლის დანთება შეგიძლიათ მხოლოდ უფროსების თანდასწრებით და მათი მეთვალყურეობის ქვეშ.

იმ ადგილებში, სადაც ხანძარი ჩნდება ან სადაც ცეცხლი სხვაგვარად გამოიყენება, ჩაქრობის საშუალებები უნდა იყოს ხელთ.

ცეცხლი არ უნდა დარჩეს უყურადღებოდ.

როცა ცეცხლი აღარ არის საჭირო, კარგად უნდა ჩაქრეს.

დასკვნა

ამრიგად, ჩვენ მიერ ჩატარებული სამუშაოს შედეგად მივეცით ცეცხლის განმარტება, რომელიც გასაგებია ბავშვებისთვის: „ცეცხლი არის პროცესი, რომლის დროსაც ჟანგბადი შეიწოვება და გამოიყოფა სინათლე და სითბო“.

მათ ასევე გაარკვიეს: ცეცხლს აქვს გარკვეული ფორმა, რამდენიმე ფენა, რომელიც განსხვავდება არა მხოლოდ ფერით, არამედ ტემპერატურითაც. ამ შემთხვევაში, ალის ფორმა შეიძლება შეიცვალოს ჰაერის ნაკადის გამოყენებით. ამ თვისებების ცოდნა ადამიანებს ეხმარება ცეცხლის უფრო ეფექტურად გამოყენებაში.

სხვადასხვა ნივთიერებები და მასალები იწვის სხვადასხვა ფერის ალით. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ რაიმე ნივთიერება ალი ფერის მიხედვით, თქვენ უბრალოდ უნდა დაანთოთ იგი (როგორც ერთ-ერთი მეთოდი).

ზოგადად, ადამიანებს ნამდვილად სჭირდებათ ცეცხლი, ის ათბობს, კვებავს და ანათებს. თანამედროვე ადამიანი მუდმივად იყენებს ცეცხლს. შეუძლებელია სიცოცხლის წარმოდგენა ცეცხლის გარეშე.

მაგრამ ხანძარი ძალიან საშიშია! ის ყოველთვის უნდა იყოს მეთვალყურეობის ქვეშ და არ უნდა დარჩეს უყურადღებოდ. მას შეუძლია ბევრი ზიანის მიყენება. ცეცხლი არის ძალიან საშინელი, სასტიკი ფენომენი, მტრული ყველა ცოცხალი არსების მიმართ.

რა თქმა უნდა, ჩვენ არ გამოგვიკვლია ყველაფერი ისეთი საოცარი ფენომენის შესახებ, როგორიცაა ცეცხლი. ამიტომ, მომავალში შესაძლებელია შემდეგი კითხვების შესწავლა: როგორ ისწავლეს ადამიანებმა ცეცხლის დანთება, რა იყო პირველი მეთოდები? რა ნივთიერებები არ იწვის და რატომ? როგორ გავაკეთოთ ცეცხლის ხრიკები? ასევე საინტერესოა თემა „ცეცხლი და იარაღი“.

ამ სამუშაოს შედეგები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დამხმარე მასალა ჩვენს ირგვლივ სამყაროს (ჩვენს გარშემო სამყაროს) შესახებ კლასებში საბავშვო ბაღში და დაწყებით სკოლაში. ცეცხლით დაინტერესებული ბავშვებისთვის ასეთი მასალა სასარგებლო იქნება, რადგან ის ვიზუალური და საკმაოდ მარტივია.

წყაროებისა და ლიტერატურის სია

ჯონ ფარნდონი, იან ჯეიმსი, ჯინი ჯონსონი, ანჯელა როისტონი და სხვ. ენციკლოპედია „კითხვები და პასუხები“.
თარგმანი ინგლისურიდან: E. Kulikova, D. Belenkaya და სხვები, Atticus Publishing Group LLC, 2008. 255 გვ.
Kaydanova O.V (შემდგენელი) ცეცხლი და ადამიანი.
მოსკოვი, 1912. 98 გვ.
ოჟეგოვი ს.ი. რუსული ენის ლექსიკონი: მ.: რუს. ენა, 1984. 797 გვ.

ცეცხლის ელემენტი. http://salamand.ru/sootvetstviya-stixii-ognya

რუსული სტატისტიკა. http://www.statp.ru

CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O

შავი სხეულის გამოსხივება

P s = (1/Z(β)) * e - β E s

სადაც Z(β) არის ნორმალიზების მუდმივი

Z(β) = ∑ s e - β E s

მდგომარეობათა სიმკვრივე და პლანკის ფორმულა

υ(t, x) = e c √λ t υ(x)

ω = c √(-λ)

υ k (x) = e i k x

λ k = - | k | 2 = - k 2 1 - k 2 2 - k 2 3

შესაბამისი სიხშირე იქნება

და შესაბამისი ენერგია (ამ სიხშირის ერთი ფოტონი)

E k = ℏ ω k = ℏ c |k|

Z(β) = ∏ k Z ω k (β) = ∏ k 1 / (1 - e -βℏc|k|)

ჟურნალი Z(β) = ∑ k log 1 / (1 - e -βℏc|k|)

2πω 2 /c 3 dω

მაშასადამე, ფოტონის მდგომარეობათა სიმკვრივე

G(ω) dω = V ω 2 / 2 π 2 c 3 dω

G(ω) dω = V ω 2 / π 2 c 3 dω

ჟურნალი Z = V / π 2 c 3 ∫ ω 2 log 1 / (1 - e - βℏω) dω

წარმოებული β-სთან მიმართებაში იძლევა ფოტონის გაზის საშუალო ენერგიას

< E >= - ∂/∂β log Z = V / π 2 c 3 ∫ ℏω 3 / (e βℏω - 1) dω

მაგრამ ჩვენთვის მთავარია ინტეგრანტი, რომელიც იძლევა "ენერგიის სიმკვრივეს".

E(ω) dω = Vℏ / π 2 c 3 * ω 3 / (e βℏω - 1) dω

E(ω) dω ≈ V / π 2 c 3 * ω 2 /β dω = V k B T ω 2 / π 2 c 3 dω

ტეგები: ტეგების დამატება

ამ მარტივი ექსპერიმენტის ჩატარების შემდეგ დარწმუნდებით, რომ ჟანგბადის გარეშე ალი ქრება. აიღეთ სანთელი და დადეთ თეფშზე. სთხოვეთ ზრდასრულ ადამიანს სანთელი აანთოს, შემდეგ დააფარეთ შუშის ქილით. ცოტა ხანში ნახავთ, რომ ალი ჩაქრა, რადგან ქილაში ჟანგბადი ამოიწურა.

ალი წარმოიქმნება სხვადასხვა მდგომარეობაში ნივთიერებების წვის დროს - ისინი შეიძლება იყოს მყარი, თხევადი და თუნდაც აირისებრი. ალი წარმოიქმნება მხოლოდ აალებადი ნივთიერების, ჟანგბადის და სითბოს არსებობისას. განვიხილოთ პროცესი ასანთის მაგალითით: გოგირდი და თავად ასანთი არის აალებადი ნივთიერება, ხახუნი ყუთთან; ხახუნის შედეგად მიღებული ენერგია ხდება სითბო და როდესაც ის რეაგირებს ჟანგბადთან, ასანთი იწყებს წვას. ცეცხლმოკიდებულ ასანთის აფეთქებით ტემპერატურა ეცემა და წვა ჩერდება.

როგორ იზომება ტემპერატურა?

ტემპერატურის გასაზომად გამოიყენება სხვადასხვა სასწორები. თითოეული სასწორი ატარებს მისი შემქმნელის სახელს: ცელსიუსი, ფარენჰეიტი, კელვინი და რანკინი. ქვეყნების უმეტესობა იყენებს ცელსიუსის (°C) შკალას.
აქ მოცემულია ტემპერატურის რამდენიმე მაგალითი:
250 °C - ხის აალების ტემპერატურა;
100 °C არის წყლის დუღილის წერტილი;
37 °C - ადამიანის სხეულის ტემპერატურა;
O °C - წყლის გაყინვის ტემპერატურა;
- 39 °C - ვერცხლისწყლის გამაგრების ტემპერატურა;
- 273 °C - აბსოლუტური ნული, ტემპერატურა, რომლის დროსაც ატომები წყვეტენ მოძრაობას.

წვის პროდუქტები

კვამლი, ნაცარი და ჭვარტლი არის წვის პროდუქტები. როდესაც ნივთიერება იწვის, ის არ ქრება, არამედ გადაიქცევა სხვა ნივთიერებებად და სითბოში.

ცეცხლოვანი ფორმა

ცეცხლს აქვს წაგრძელებული ფორმა, რადგან ცხელი ჰაერი, ცივზე მსუბუქი, მაღლა მიედინება.

რა არის საწვავი ან საწვავი?

ნივთიერებებს, რომლებიც იწვის ჟანგბადის თანდასწრებით, გამოყოფს დიდი რაოდენობით სითბოს, ეწოდება წვადი და გამოიყენება სხვადასხვა სახის ენერგიის წარმოებისთვის. ხე და ქვანახშირი მყარი საწვავია. ბენზინი, დიზელის საწვავი და ნავთი არის თხევადი საწვავი, რომელიც მიიღება ნავთობისგან. ბუნებრივი აირი, რომელიც შედგება მეთანის, ეთანის, პროპანისა და ბუტანისგან, არის აირისებრი საწვავი.

სექციები