Ду методи омухтани ҳодисаҳои ҳароратӣ

Ба дигарон равон намоед

Дар табиат ҳодисаҳое рӯй медиҳанд, ки барои шарҳ доданашон қонунҳои механика кифоя нестанд. Масалан, аз гармй васею аз хунукй фишурда шудани ҷисмҳо, бухор гардидани моеъҳо, ба моеъ табдил ёфтани ҷисмҳои сахт ва гайраҳо, ки ҳодисаҳои ҳароратй номида мешаванд (аз арабии-гармӣ).

Таърихан ҳодисаҳои ҳароратӣ аз ду нуқтаи назар: термодинамики (аз юнонии гармӣ, тафсон ва қувва) ва молекулӣ-кинетикӣ омӯхта мешаванд.

Ҳанӯз дар Юнони қадим одамон ҷисмҳои гарму хунукро бо мавҷудияти гавҳар (модда)-и махсус — оташ дар ин ҷисмҳо фаҳмониданй мешуданд. Дар илми асрҳои миёна ин тасаввурот чун фарзияи мавҷудияти флогистон (аз юнонии сӯзанда) аз нав зинда гашту то охирҳои асри XVIII ҳукмрон буд. Мувофиқи ин тасаввуроти юнониҳо оташ дар шӯъла бисёру дар ях камтарин ва гарм шудани ҷисми сард натиҷаи гузариши оташ аз ҷисми гарм ба ҷисми сард аст.

Моҳияти ин гавҳар (оташ ё флогистон)-ро надониста, одамон барои ҳисобу китоби миқдорй бо далелҳои таҷрибавй маҳдуд мешуданд. Ба чунин ҳисобу китоб истеҳсолоти саноатй, ки асоси инкишофи онро дар асрҳои XVII-XVIII мошинҳои бугй ташкил медоданд, эҳтиёҷманд буд. Ҳамин аст, ки дар аввали асри XIX илми махсуси бо ном термодинамика бунёд карда шуд.

Дар механика, чй тавре ки маълум аст, ҳаракати ҷисмҳои макроскопй (аз юнонии-калон, дароз) новобаста ба сохти дохилии онҳо омӯхта мешавад. Ин тарзи тадқиқ дар термодинамика идома ёфт, ки дар он ба далелҳои умумии таҷрибавй ва қонуни бақои энергия такя намуда, як қатор ҳодисаҳою хосиятҳои моддаҳо, хусусан моею бугҳо омӯхта шуданд. Асоси термодинамикаро қонунҳои фундаменталӣ (асосӣ, бунёдй)-е ташкил медиҳанд, ки қонун ё ибтидо (баъзан принсип)-ҳо ном доранд.

Дар термодинамика гармй чун ҳаракати дохилие пиндошта мешуду лекин он чй гуна ҳаракат аст, табиати он чист, ниҳон монда буд. Табиати гармиро ошкор карда натавонистани термодинамика физикони асри XIX-ро маҷбур сохт, ки назарияи молекулй-кинетикии сохти моддаро бунёд намоянд. Дар ин кор саҳми олими бузурги рус М.В. Ломоносов (1711-1765), кимиёшинос ва физики англис Ҷ. Далтон (1766-1844), олими итолиёвй А. Авогадро (1776-1856), физики олмонй Р. Клаузиус (1822-1888), олими англис Ҷ. Максвелл (1831-1879), физики австриягй Л. Болсман (1844-1906) калон аст.

Мутафаккирони тоҷику форс низ доир ба ҳодисаҳои ҳароратӣ фикру ақидаҳои худро баён карда, барои шарҳу эзоҳи ин ҳодисаҳо кӯшиш намудаанд. Масалан, ба ақидаи Ал-Форобӣ (873-950) ҳарорати ҷисм ба ҳаракати зарраҳои таркиби он вобастагй дорад. Абӯалй ибни Сино (980-1038) ҳодисаи конвексияро шарҳ додааст. Абӯрайҳони Берунй (973-1048) аз гармй васеъшавии ҷисмҳо ва аз хунукй фишурдашавии онҳоро шарҳ додааст. Умуман, Синою Берунй доир ба бисёр ҳодисаҳои ҳароратй тавассути мукотиба баҳсҳо кардаанд. Сино ҷавобҳояшро ба саволҳои Берунй дар асараш «Қурозаи табииёт» муфассалтар баён намудааст.

Ҳанӯз дар замонҳои хеле қадим сохти мураккаб доштани кулли моддаҳо тахмин карда шуд. Қариб 2500 сол қабл аз рӯзҳои мо олими Юнони қадим Демокрит таълимоте пешниҳод карда буд, ки мувофиқи он ҷисмҳои олами атрофамон аз зарраҳои_хурдтарини ба чашми инсон нонамоён таркиб ёфтаанд. Ӯ ин гуна зарраҳоро атом номида буд (аз юнонии тақсимнашаванда). Яклухтии ҷисмҳо танҳо намуди зоҳирии онҳо буда, дар ҳақиқат ҷисмҳо аз атомҳо иборатанд, вале муддати тӯлонй ин таълимот фаромӯш гардид. Дар ин замон таълимоти Арасту (Аристотелис) ҳукмрон буд, ки мувофиқи он кулли ҷисмҳо аз чор элементи зайл: замин, об, ҳаво ва оташ иборат дониста мешуд. Физикаи Арасту, гарчанд баъзе унсурҳои дуруст дошта бошад ҳам, гояҳои пешқадами гузаштагон, аз ҷумла атомизмро инкор мекард. Таълимоти Арастуро диндорон ба манфиати худ истифода карда, ба инкишофи минбаъдаи илм монеъ мешуданд.

Танҳо дар нимаҳои дуюми асри XVII олим ва файласуфи фаронсавй И. Гассенди (1592-1655) дар навбати худ таълимоти Арастуро инкор намуда, сохти атомй доштани моддаҳоро дастгирй ва таълимоти атомистони қадимро такмил дод. Мувофиқи таълимоти ӯ атом хишти асосии сохтмонй мебошад ва чуноне ки аз хишт хонаҳои гуногунҳаҷму гуногуннамуд сохтан мумкин аст, аз даҳҳо атомҳои гуногун табиат ҷисмҳои мухталифро бунёд карда метавонад. Атомҳои мухталиф гурӯҳҳоеро ташкил медиҳанд, ки онҳоро Гассенди молекула номида буд (аз лотинии масса ва пасоянди нишондиҳандаи хурдй ба монандй -ча, -ак, -як), вале таълимоти Гассенди низ баъзе камбудиҳои ба замонаш хос дошт. Ӯ, масалан, арз мекард, ки барои гармй, сардй, маззаю бӯй атомҳои навъҳои махсус мавҷудаднд.

Як қатор мутафаккирон гояҳои сохти атомию молекулй доштани моддаҳоро мантиқан асоснок ва ин таълимотро дастгирй менамуданд. Дар ибтидои асри гузашта Ҷ. Далтон нишон дод, ки бисёр қонуниятҳои ҳодисаҳои табиатро дар асоси тасаввурот оид ба атому молекулаҳо шарҳ додан мумкин аст. Ӯ сохти молекулии моддаҳоро асоснок кард. Маҳз аз замони Далтон сар карда дар илм мафҳуми атом мустаҳкам ҷойгир шуд ва дар ибтидои асри ХХ назарияи молекулй-кинетикии сохти модда ба назарияи мукаммал ва эътимоднок табдил ёфт.

Таъкид кардан ҷоиз аст, ки назарияи молекулй- кинетикй методҳои термодинамикаро инкор накарда, онро пурратар мегардонад ва такомул медиҳад.

Назарияи молекулй-кинетикй таълимотест, ки ҳодиса- ҳои ҳароратӣ, хосиятҳои физикии ҷисм ва моддаҳоро дар асоси сохти молекулй шарҳ медиҳад.

Нуктаҳои асосии назарияи молекулй-кинетикии сохти модда инҳоянд:

  1. Ҳар гуна модда аз зарраҳои микроскопй (юнонии хурд): атом, молекула, ионҳо иборат аст.
  2. Зарраҳои моддаҳо дар ҳаракати қатънашавандаи бетартибонаанд.
  3. Зарраҳо ба ҳамдигар таъсироти мутақобил мекунанд.

Маводҳои ҳамсон