V-kosmose.com

Температура и кинетическая теория

Физика > Температура и кинетическая теория

Согласно кинетической теории газа, он выступает огромным количеством крошечных частичек (молекулы и атомы), пребывающих в постоянном, случайном перемещении.

Задача обучения

  • Охарактеризовать газ при помощи кинетической теории газов.

Основные пункты

  • Давление обусловливается ударами молекул, перемещающихся с различной скоростью сквозь броуновское движение.
  • Температурный показатель идеального одноатомного газа выступает мерой среднего показателя кинетической энергии и ее атомов. В кинетической теории выражается формулой:
  • Используется модель с идеальным газом для объединения температуры и среднего показателя поступательной кинетической энергии при балансе термодинамики.

Термины

  • Идеальный газ – гипотетическое понятие, чьи молекулы не контактируют, а переживают эластичные удары друг с другом и стенами сосуда.
  • Степень свободы – любая координата, чье минимальное число необходимо для указания перемещения механической системы.
  • Броуновское движение – неупорядоченное перемещение элементов, возникающее из-за того, что они поражаются отдельными молекулами жидкости.

Введение

Молекулярно-кинетическая теория газов характеризует их как огромное количество крошечных частичек (атомы и молекулы), пребывающие в постоянном случайном перемещении. На таких скоростях они постоянно сталкиваются с другими частичками и стенами сосуда. Основы молекулярно-кинетической теории отображают макроскопические газовые свойства (температура, давление, объем), основываясь на их составе и перемещении.

Согласно теории, давление обусловливается не статическим ударом между молекулами, а столкновением частичек, перемещающихся на разных скоростях через броуновское движение. Температурный показатель идеального одноатомного газа выступает мерой средней кинетической энергии.

Модель идеального газа используется кинетической теорией для привязки температурного показателя к средней поступательной кинетической энергии молекул при термодинамическом балансе. В классической механике трансляционная энергия выглядит как:

Ek = 0.5 mv2 (m – масса частицы, v – ее скорость). Распределение скоростей (обозначающих трансляционные кинетические энергии) частиц в классическом идеальном газе именуют расположением Максвелла-Больцмана. В теории его температура связана со средней кинетической энергией и степенью свободы Ek:

(K – постоянная Больцмана). Также выведем уравнение для идеального газа из микроскопической теории:

pV = nRT (R – константа идеального газа, n – число молей).