O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus

Nazorat savollari:

1. 
   Sayyoralar qanday guruhga ajratilgan?
   
2. 
   Yer tipidagi sayyoralarning tuzilishi qanday?
   
3. 
   Saturn va Yupiter sayyorasi nimalardan tashkil topgan?
   
4. 
   Gigant tipidagi sayyoralar atmosferasi qanday?
   
5. 
   Yer guruhidagi sayyoralar Yupiter guruhidagi sayyoralardan qanday farq qiladi?
   

Ma’ruza – 3. Sayyoralar atmosferasi
Planetalar atmosferasi bilan tanishish uchun birinchi navbatda planetalar atmosferaga egami yo’qmi degan savolga javob berishimiz kerak. Agar planetalarda atmosfera bo’lsa, u vaqtda uning kimyoviy tarkibi qanday va bu kimyoviy tarkib 1) planetalarning tezlik dissipasiyasiga bog’liqmi? 2) gaz muhitidagi turli xil atom va molekulalarning tezligiga bog’liqmi? 3) planetada mavjud bo’lgan turli kimyoviy elementlarning miqdoriga bog’liqmi? Shuni aytishimiz kerakkim, ko’pgina astronomik obyektlarning kimyoviy tarkibi spektroskopik usul asosida o’rganilgan edi. Quyosh, ko’pgina yulduzlar va yulduzlararo gazlarda elementlar miqdori bir xilga o’xshaydi. Ko’pincha bu elementlarning «kosmik obiliyem» deb ataladi. 2-jadvalda bir necha elementlarning atom og’irliklari (kislorod atom og’irligi ifodalangan = 16) keltirilgan. Elementlar tarkibi bir kislorod atomiga to’g’ri keluvchi atomlar soni orqali ifodalangan.

Oxirgi kuzatuvlar bo’yicha H va Hye bo’lgan elementlarning fazo jismlari yoshi orasidagi bog’lanish aniqlangan. Vodorod va geliy gazining og’irligi bo’yicha B sinfidagi yosh yulduzlardagi hissasi taxminan 96% ga tengdir va eng qari yulduzlarda esa 99,5% ga teng. Bu elementlarning Quyosh tarkibidagi hissasi 98%. Molekulaning o’rtacha tezligi molekulaning temperaturasi va massasiga bog’liqdir:

(1.1)

bu yerda, k – Bolsman doimiysi, m – molekulyar massa, T – gaz temperaturasi.

Bu formulani oddiy havoga tegishli vodorod molekulalariga (H₂) qo’llaymiz. Temperatura absolyut nolga teng bo’lganda (0°= - 273°K) atomlar tinch holatda bo’ladi va molekulaning har qanday kinetik energiyasiga ega bo’lmaydi va gazda harakatlanadi. Ulardan har biri (2 atom vodoroddan iborat bo’lgani) o’rtacha miqdorda bilan xarakterlanadi. Bu yerda m – vodorod atomining ikkilangan massasi va u 21,7 10^-24 g va - molekulaning o’rtacha tezligi.
Jadval – 2.

Atom nomeri	Element nomi	Belgisi	Atom og’irligi	O’rtacha soderjaniye
1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 26 28 47 56 63 79 92	Vodorod Geliy Litiy Berilliy Bor Uglerod Azot Kislorod Neon Natriy Magniy Alyuminiy Kremniy Fosfor Sera Xlor Argon Kalsiy Temir Nikel Kumush Bariy Yevropiy Oltin Uran	H Hye Li Be B C N O Ne Na Mg Al Si P S Cl A Ca Fe Ni Ag Ba Yeu Au U	1,008 4,003 6,940 9,02 10,2 12,011 14,008 16,000 20,183 22,995 24,32 26,97 28,06 30,98 32,06 35,457 39,944 40,080 55,85 58,69 107,880 137,36 152,0 197,2 238,07	1600 160 0,0000002 0,000002 0,00002 0,3 0,5 1,0 0,2 0,005 0,06 0,005 0,05 0,0008 0,02 0,001 0,003 0,004 0,1 0,005 0,0000001 0,0000008 0,00000003 0,00000003 0,00000003

Shunday qilib gaz molekulalarining to’la kinetik energiya miqdori ularning temperaturasi orqali aniqlanadi. Endi 1 sm³ hajmida molekulani (H₂) olib qaraymiz. Molekulalarning hamma yo’nalishlar bo’yicha harakatlanishi e’tiborga olib, kubning har bir qirrasiga paralel holda bo’yicha 1/3 molekula soni harakatlanadi. Bu yerda harakat yo’nalishini kubning uzunligi, eni va balandligiga qarab olinadi. Shuning uchun ham bu molekulalarni olib o’tgan to’la kinetik energiya miqdori ga teng bo’ladi. har bir molekula kubning uchchala devorini har qaysisiga urilib qaytadi va uning tezligining yo’nalishi teskari yo’nalishdagi tezlikni ifodalaydi. Molekulaning energiya miqdori o’zgarmaydi, lekin bu energiya idish devoriga impuls shaklida uzatilib, kub devoriga nisbatan mavjud bo’lgan to’la bosimga teng bo’ladi va quyidagicha ifodalanadi: . Shunday qilib, 1 sm² ga nisbatan 1 dina kuch bilan ta’sir qiluvchi molekulaning bosimi quyidagi formula bilan ifodalanadi:

(1.2)

Gaz bosimi uning temperaturasiga to’g’ri proporsional. Agar bosim o’zgarmas bo’lsa, gazning temperaturasini bosimning o’sishi orqali aniqlash mumkin:

(1.3)

Bunda R – doimiy son. Bu ifodani (2) formulaga qo’yib, quyidagiga ega bo’lamiz:

(1.4)

bundan ni topadigan tenglamani hosil qilamiz:

Bunda nisbat Bolsman doimiysiga teng: . Bundan

(1.5)
Uy temperaturasi 300 K bo’lganda vodorod molekulasining o’rtacha tezligi

Ma’lumki, bir vodorod molekulasi (H₂) og’irligi vodorod ikki atom (H) og’irligiga teng. Unda . Natijada

Molekulani har qanday boshqa temperaturasi va massasi uchun tezlik day o’zgaradi. Molekula (H₂) massasini yarmiga teng bo’lgan vodorod atomlari 1,4 marotiba tez harakat qilib, ularning o’rtacha tezligi 28 km/sek ga teng bo’ladi. Absolyut temperaturani 6000 °S qiymatida (quyosh sirtining temperaturasi) ular 4,5 marotiba tez harakat qiladi. Shu temperaturada kislorod molekulasining o’rtacha tezligi 2 km/sek bo’lsa, unda vodorod molekulasining shu temperaturadagi o’rtacha tezligi 4 marta katta bo’ladi, ya’ni 8 km/sek bo’ladi. Agar atmosfera molekulasining o’rtacha tezligi planetani dissipasiyasining tezligiga teng bo’lsa, unda gaz uncha katta bo’lmagan vaqt birligida sochiladi. Planeta atmosferasini 10⁹ yil saqlash uchun quyidagi kritik holat bajarilishi kerak:

(1.6)

(1.5) formula molekulaning o’rtacha tezligini gaz temperaturasiga bog’liqligini ko’rsatadi. Planetani 1sm² sirtining quyoshdan qabul qilingan issiqlik miqdori planetani quyoshgacha bo’lgan masofa kvadratiga teskari proporsional bo’ladi. Masalan, Yerga nisbatan Quyoshdan 5 marotiba katta masofaga joylashgan Yupiter planetasining 1 sm² sirti o’rtacha miqdorda 1/25 ga teng issiqlikni qabul qiladi. Bu 1 sm² Yer sirtining qabul qilingan issiqlik miqdoriga tengdir. Absolyut qora jism temperaturasi Stefan qonuniga asosan issiqlik miqdori bilan bog’liq bo’lib, bu issiqlik miqdorini nurlantiradi:

(1.7)

Issiqlik miqdori, ya’ni planeta tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdori (absolyut qora jismday) teng bo’ladi quyoshdan planetani olgan issiqligiga. Demak Q - jismga tushayotgan issiqlik miqdori, σ – doimiy son, T – jism temperaturasi.

Modomiki 1 sm² Yer sirti 1 sm² Yupiter sirtini qabul qilingan energiyasidan ko’p ekan, unda Yerga tegishli temperatura Yupiter temperaturasidan 2,24 marotiba ko’p bo’ladi. Demak, Yer sirtining tepperaturasi 300 °S teng bo’lsa, unda Yupiter temperaturasi 130 °K ga teng bo’ladi. boshqa planetalarning temperaturalari 3 – jadvalda keltirilgan. Jadvaldagi temperaturaning har bir qiymatida haqiqiy planeta temperaturasi mos keladi. Yupiter guruhining planetalari uchun o’rtacha tezlik 0,2 .

Jadval – 3.

Planeta	T (°K)	km/sek	0,2	(km/sek)
				H2	Hye	N2	O2	H2O	NH3	CO2	CH4	A
Merkuriy Venera Yer Mars Yupiter Saturn Uran Neptun	480 350 300 240 130 100 70 50	3,9 10,3 11,2 5,1 60,2 36,3 22,0 25,1	0,8 2 2 1 12 7 4 5	2,4 2,1 1,9 1,7 1,3 1,1 0,9 0,8	1,7 1,5 1,4 1,2 0,9 0,8 0,7 0,6	0,7 0,6 0,5 0,5 0,3 0,3 0,2 0,2	0,6 0,5 0,5 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2	0,8 0,7 0,6 0,6 0,4 0,4 0,3 0,3	0,8 0,7 0,7 0,6 0,4 0,4 0,3 0,3	0,5 0,4 0,4 0,4 0,3 0,2 0,2 0,2	0,9 0,7 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,3	0,6 0,5 0,5 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2

Yupiter guruhiga tegishli planetalar uchun o’rtacha tezlik 0,2 dan kichik. Demak bu molekulalar Yupiter guruhi planetalarining atmosferasida mavjud. Yer guruhidagi planetalarning yuqori temperaturaga ega bo’lishi yengil elementlarni ushlab turishga layoqatli emas. Demak ularda vodorod, geliy, ammiak va metan gazlarining yo’qligi sezilarli. Yer guruhining planetalari Merkuriydan tashqari azot, kislorod va SO₂ gaziga egadir. Merkuriy planetasi biron bir atmosferani saqlab qolishga layoqatli emas. Jadvalda keltirilgan temperaturalar uchun 3 ta eslatma mavjuddir: a) bu temperaturalar termometr yoki boshqa asboblar yordamida o’lchanmagan; b) ular Stefan qonuniga asoslangan bo’lib, faqatgina absolyut qora jism uchun taalluqlidir, ya’ni bu shunday holatki, ular ularga tushayotgan hamma nurlanishni yutadi va qaytadan chiqaradi. Demak Yer ham, boshqa planetalar ham absolyut qora jism emas. Bu tushuncha taxminiy tushunchadir; v) hamma hisoblangan temperaturalar hozirgi sharoitda Yer sirtining o’rtacha temperaturasiga bog’liqdir.