Назарияи кинетикии газҳо

Назарияи кинетикии газҳо фасли физикаи назариявист, ки бо методнои статистикӣ хосиятҳои газҳоро дар асоси тасаввурот доир ба сохти молекулавии газ ва қонуни муайяни таъсири мутақобили молекулаҳои он меомӯзад. Таҳти мафҳуми Назарияи кинетикии газҳо одатан назарияи просесс­ҳои номувозинатро мефаҳманд, на­зарияи ҳолатҳои мувозинат бошад, ба механикаи статистикии мувози­нат мансуб аст. Назарияи кинетикаи газҳо худи газҳо, омехтаи газҳо, инчунин плазмаро дар бар мегирад. Асоси Назарияи кинетикии газҳоро нимаи дуюми асри 19 Л. Болсман гузошт.

Газ нисбат ба моеъ ва ҷисми сахт системаи оддӣ мебошад ва ҳаракати ҳароратии молекулаҳо (атомҳо) дар газҳо аз ҳаракати ҳароратии моле­кулаҳо дар ҷисми сахт ва моеъҳо хеле фарқ мекунад. Масофаи байни молекулаҳои газ ба ҳисоби миёна аз андозаи онҳо хеле зиёд аст. Таъсири мутақобили байни молекулаҳо фақат мавриди бевосита наздик шудани онҳо — ҳангоми бархӯрди молекулаҳо ба амал меояд. Вақти бар­хӯрди молекулаҳо аз вақти дави озоди онҳо (фосилаи байни ду бархӯр­ди пай дар пай) хеле кам аст, аз ин рӯ аксар вақт молекулаҳои газ озод ҳаракат мекунанд.

Дар Назарияи кинетикии газҳо фишор, диффузия, гармигузаронӣ барин эффектҳои микроскопи чун қиматҳои миёнаи таъсироти ҳамаи молекулаҳои гази тадқиқшаванда муоина карда ме­шаванд. Барои ҳисоб кардани ин қи- матҳои миёна Болтсман функсияи

→ →

тақсимоти f (v, r, t)-ро ҷорӣ кард, ки

→

ба суръати молекулаҳои газ v ва ко­ординатаҳои онҳо r, инчунин вақт t вобаста мебошад. Ин функсияи тақсимот f  зичии эҳтимолии ҷойгирша

→

вии ягон молекулаи импулси Р доштаро дар лаҳзаи вақти t дар нуқтаи

→

^г-и фазо ифода мекунад. Функcияи тақсимот  f  тобеи муодилаи кинетикии Болсман аст. Муодилаи Болс­ман фақат бо газҳои ба қадри кофӣ тунук татбиқ мешавад. Дар ҳолати мувозинати статистикӣ ҳаигоми набудани қувваҳои беруна функсияи тақсимот фақат аз суръатҳои молекулаҳо вобаста аст ва тақсимоти Максвелл ном дорад. Вазифаи асо­сии Назарияи квантии газҳо аз муайян кардани намуди функсияи тақсимоти f иборат аст, зеро донистави f (v,r, t) барои ҳисоб кардани бузургиҳое, ки ҳола­ти газ ва просессҳои дар он гуза- ранда (суръати миёнаи зарраҳо, ко­эффисиентҳои диффузия, ғилзат, гармигузаронӣ ва ғайра) имконият медиҳад (ниг. Кинетикаи физикӣ). Му- одилаи Болсман муодилаи асосии Назарияи квантии газҳо мебошад ва ба воситаи он масъалаҳои зерин ҳал карда мешаванд: ҳисоб кардани коэффисиентҳон кинетики; тартиб додани муодалаҳои гидродинамика ва ғайра. Роли асосиро дар Назарияи квантии газҳо роҳи миёнаи дави озоди ῑ

 и яр о менамояд. Вайро бо адади миёнаи бархурд хамчун масофаи миёнаи I (дар вақти t), ки мо­лекула дар ду бархӯрди пай дар пай мегузарад, муайян мекунанд. Ин бузургиро аз рӯи формулаи ῑ  му­айян мекунанд, ки дар ин ҷо ῡ  — суръати миёнаи молекулаи газ, v — адади миёнаи бархӯрди молекула мебошад.

Дар газҳои ионизонидашуда (плаз­ма) зарраҳо дар масофаи дур бо қувваи электрӣ (кулонӣ) ба ҳам таъсир мекунанд. Дар ин маврид зарраҳо на ҷуфт-ҷуфт, балки села- села бо ҳам бармехӯранд. Дар сурати ба назар нагирифтани бархӯрди зарраҳо роли асосиро қувваҳои ку­лонӣ мебозанд ва дар ин ҳол барои плазма муодилаи кинетикии Власов (ниг. Плазма) ҷоиз аст. Усулҳои пай дар пай ва пурсамари исботи муодилаҳои кинетикиро дар асоси динамика» системаҳое, ки аз шумораи зиёди зарраҳо иборатанд, Н. Н. Боголюбов пешниҳод кардааст. Дар Институти, физика ва техникаи АФ РСС Тоҷикистон дойр ба масъалаҳои асосии Назарияи квантии графҳо низ тадқиқотҳои илмӣ бурда мешаванд.

Ад.: Болтсман Л., Лектсии по те­ории газов. М.. 1953; Чепмен С.,

К а у л и н г Т., Математическая теория не­однородных газов, М., I960; Силин В. П. Введение в кинетическую теорию газов, М., 1971.