Molekulyar fizika

4. Mayelərin və bərk cisimlərin xassələri

Mayenin səthini məhdudlaşdıran xəttə perpendikulyar istiqamətdə səth boyunca təsir edən qüvvəyə səthi gərilmə qüvvəsi deyilir. Səthi gərilmə qüvvəsinin mayenin səth kənarının uzunluğuna olan nisbəti səthi gərilmə əmsalı adlanır:

,

burada -səthi gərilmə qüvvəsi, - mayenin səth kənarının uzunluğu, - səthi gərilmə əmsalıdır. BS-də səthi gərilmə əmsalının vahidi - dir. - mayenin növündən və temperaturundan asılıdır. Temperatur artanda  azalır və böhran teiperaturunda =0 olur.

Səthi gərilmə qüvvəsi səthi gərilmə əmsalı ilə mayenin səth kənarının uzunluğu hasilinə bərabərdir:

.

Maye ilə bərk cismin molekulları arasındakı cazibə qüvvələri, mayenin öz molekulları arasındakı cazibə qüvvələrindən böyük olduqda maye bərk cismi isladır. Maye ilə bərk cismin molekulları arasındakı cazibə qüvvələri, mayenin öz molekulları arasındakı cazibə qüvvələrindən kiçik olduqda isə maye bərk cismi islatmır.

İsladan (islatmayan) maye kapilyar boruda yuxarı qalxır (aşağı enir). Boruda qalxan mayenin ağırlıq qüvvəsi (çəkisi) səthi gərilmə qüvvəsi ilə tarazlaşır:

,

burada  – borunun radiusudur. Kapilyar boruda mayenin qalxma hündürlüyü borunun radiusu ilə tərs mütənasibdir:

.

Fiziki xassələrinə görə bərk cisimlər kristall və amorf cisimlərə ayrılır. Kristall cisimlərdə atom və ya molekullar fəzada nizamla düzülmüş və müəyyən formaya malik kristall qəfəslər əmələ gətirir. Bütün kristal cisimlər anizotropdur. Kristalın daxilində fiziki xassələrin istiqamətdən asılı olmasına anizotropiya deyilir. Ayrıca götürülmüş kiçik kristall monokristall, çoxlu sayda kiçik kristallardan təşkil olunmuş bərk cisim polikristall adlanır. Bütün metallar kristal quruluşa malikdir. Kristallardan fərqli olaraq amorf cisimlərdə atomların düzülüşündə nizamlılıq yoxdur. Amorf cisimlər izotropdur, yəni onların fiziki xassələri bütün istiqamətlərdə eynidir.

Maddənin bərk haldan maye halına keçməsi prosesinə ərimə deyilir. Kristall maddənin əridiyi temperatura ərimə temperaturu deyilir. Ərimə temperaturunda kristal maddənin bərk haldan maye halına keçməsi üçün lazım olan istilik miqdarı ərimə istiliyi adlanır. Ərimə temperaturunda  kristal maddəni mayeyə çevirmək üçün  lazım olan istilik miqdarına xüsusi ərimə istiliyi deyilir:

.

Xüsusi ərimə istiliyi  - maddənin növündən asılıdır, BS- də vahidi  – dır.

Kristall maddənin ərimə istiliyi .

Maddənin maye halından bərk hala keçməsinə kristallaşma deyilir. Maye kristallaşanda  qədər istilik miqdarı ayrılır.

 yanacaq yandıqda verdiyi istilik miqdarına yanacağın yanma istiliyi deyilir.

.

Yanacaq yandıqda verdiyi istilik miqdarı , yanacağın yanma istiliyi   yanacaqın növündən asılıdır və BS – də vahidi -dir.

Qüvvələrin təsiri nəticəsində cismin formasının və ya həcminin dəyişməsinə deformasiya deyilir. Qüvvələrin təsiri kəsildikdən sonra tam yox olan deformasiyalar elastiki, yox olmayan deformasiyalar isə plastiki deformasiyalar adlanır.

Gərilmə deformasiyası mütləq uzanma  və nisbi uzanma  ilə xarakterizə olunur. BS – də mütləq uzanmanın vahidi , nisbi uzanmanın isə vahidi yoxdur.

Deformasiya etdirici qüvvələrin modulunun nümunənin en kəsiyinin sahəsinə olan nisbəti ilə ölçülən kəmiyyətə mexaniki gərginlik deyilir:

,

burada  (və ya ) – nümunənin radiusudur (diametridir). BS – də  - nin vahidi - dir.

Huk qanunu. Kiçik elastiki deformasiyalarda mexaniki gərginlik nisbi üzanma ilə düz mütənasibdir:

,

burada  – elastiklik modulu və ya Yunq moduludur. Nümunəni özü qədər uzatdıqda meydana çıxa biləcək mexaniki gərgənliyə bərabər olan kəmiyyətə Yunq modulu deyilir.  – nümunənin materialından asılıdır, BS – də vahidi - dır.

Huk qanunu ödənilə bilən maksimal gərgənlik mütənasiblik həddi () adlanır. Hələ hiss olunacaq dərəcədə qalıq deformasiya meydana çıxmayan maksimal gərginliyə elastiklik həddi () deyilir. Nümunənin dağılmasına səbəb olan gərginliyə möhkəmlik həddi () deyilir.

Nümunənin mütləq uzanması .

Nümunənin nisbi uzanması .

Nümunyə təsir edən elastiklik qüvvəsinin modulu

,

burada  – nümunənin sərtliyi olub, onun materialından və həndəsi ölçülərindən (uzunluğundan və en kəsiyinin sahəsindən) asılıdır:

.