ICB eta tenperatura neurtzeko oinarrizko ekuazioa

Ikasteko sistemetan estatistika gertatzen diren prozesuak, gutxieneko partikula tamaina bat konplexua eta horietako kopuru handi bat da. Demagun bereizita partikula bakoitza ia ezinezkoa da, ordea, kantitate estatistika aurkeztu: batez besteko abiadura partikula, haien kontzentrazioa, partikula masa. Formula mikroskopikoan parametro sistemaren egoera ezaugarriak izeneko molekularreko gasen teoria zinetikoaren (ICB) oinarrizko ekuazioa.

batezbesteko partikula abiadura buruz poco

partikulak abiadura zehaztea burutu zen lehen aldiz esperimentalean da. Egindako Otto Shternom curriculum esperimentu batetik ezaguna, partikula abiadura irudi bat sortzeko baimenik. esperimentua zilarrezko atomo mozioa ikertu zilindro biratzen du: lehen geldi instalazioa, orduan biratzen abiadura angeluarra jakin batean du.

Ondorioz, zen aurkitutako zilarrezko molekulak tasa hori gainditzen soinuaren abiadura eta 500 m / s da. Izan ere, oso interesgarria da, partikula abiadura hala nola substantzia pertsona bat hard sentitzea geroztik.

gas perfektua

bideragarria aztertzeko sisteman soilik hemen jarraitzeko, zuzeneko neurketak definitzen duten parametroak erabiliz izan daiteke gailu fisikoak. Abiadura neurtzen da speedometer, baina ideia da speedometer bat eransteko to partikula bakar bat absurdua da. Zuzenean neurtu partikula mozioa lotutako makroskopikoak parametro bakarra.

Demagun gas presioa. ontziaren horma sortzen da presioa gas molekulak ontziaren dauden ukitzen. gas materiaren egoera berezitasuna - partikula txikiak eta haien elkarren elkarrekintza arteko distantzia nahiko handi bat. Hau zuzenean neurtu presioa ematen du.

elkarreraginean gorputzen edozein sistema potentziala energia eta mugimenduaren energia zinetikoa ezaugarria da. Real gas - sistema konplexua. potentziala energia aldakortasun Sistematizazioaren desafio. Arazoa konpondu daiteke eredu bat sartuz, garraiolari gas propietate bereizgarria kanpoan sweeps elkarrekintza konplexutasuna.

ideal gas An - materiaren egoera bat, non partikula elkarrekintza txikia da, elkarrekintza energia potentziala zero joera. egon baino ezin Jotzen esanguratsua energia zinetikoa, bertan partikula abiadura araberakoa da.

Ideal Gas Presioa

gas presioa eta partikula abiadura arteko harremana identifikatu bere oinarrizko ekuazioa MKT gas ideal aukera ematen du. partikula A ontzi batean mugitzen, horma talka ere pultsu bat horren balio dezake zehaztu oinarritutako II Newton-en legeak on transmititzen da:

• FΔt = 2m ₀ v _x

partikula shock elastikoa bere abiaduraren osagai horizontal aldaketa lotutako bultzada aldatzea. F - partikula arabera oparoa bat denbora labur t horman indarra du; m ₀ - partikularen masa.

denbora Δt inguruan gas partikula guztiak abiadura v _x eta zilindroa bolumena Sυ _x Δt ere bota azalera aldera mugitzen begira zehar gainazal S gainean. partikula kontzentrazioa n zehazki molekula erdia, bigarren erdia horman mugitzen denean -, kontrako norabidean.

Behin partikulak talka jotzen, Newton-en legeak idatzi ahal izango dugu indarra plataforman jarduten for:

• FΔt = nm ₀ v _x ² SΔt

gas presioa indarrean perpendikularra interpretazio azalera ratioa gisa definitzen da geroztik, azken gunea idatz daiteke:

• p = F: S = nm ₀ v _x ²

erlazioa ekuazio honek oinarrizko ICB gisa sistema osoa deskribatzeko, alegia. K. mozioa norabide bakarra.

Maxwell banaketa

Persistent maiz hormak eta partikula abiadura (energia) banaketa estatistika jakin bat ezartzea beste beruna bakoitzarekin gas partikula talkak. abiadura bektoreak norabidea berdin litekeena. Horrelako banaketa egin da izeneko Maxwell banaketa. 1860an, eredu hori eratorri zen J. Maxwell ICB azpian. banaketa legea parametro nagusiak abiadura deritzo: seguruenik gehienez kurba balioa eta besteko karratu _q v = √ 2> dagokio - Bitartean partikulak abiadura plazan.

gas tenperatura gehikuntza igoera bat abiadura balioak dagokio.

Oinarritutako Izan ere, abiadura guztietan berdinak dira, eta haien modulu zentzu bera izango da, kontuan hartu ahal izango dira:

• 2> = x ^2> + y ^2> + z ^2> Non: x ^2> = 2> 3

Oinarrizko ekuazioa batezbeste gas presio balioak batera MKT itxura hartzen du:

• p = nm ₀ 2> 3.

abiadura, masa partikula, partikula dentsitatea eta gas presioa osotasunean: Harreman horrek mikroskopikoan parametro arteko erlazioa definitzen dela bakarra.

kontzeptua erabiltzea energia zinetikoa partikula, oinarrizko ekuazioa MKT berridatzi egin daiteke:

• p = 2nm ₀ 2> 6 = 2n k> 3

gas presioa besteko bere partikulak energia zinetikoa balioa proportzionala.

tenperatura

Interesgarria da, gas-kopuru konstante itxitako ontzi egiteko konektatuta egon daitezke gas presioa eta besteko balioa partikula energia zinetikoa. dua presioa neurtzeko partikula energia neurtuz egin daiteke.

Nola idatzi behar? Zer alderatu daiteke energia zinetikoa zenbatekoa batekin? Kantitate hau tenperatura da.

Tenperatura - estatuko termiko substantzia neurri. Bere neurketa termometro bat, oinarritutako ekintzak bertan jarri erabiliko hedapen termikoa eta lan-likidoa (alkohol batekin, merkurioa) berogailu azpian. termometroa eskala ezarri esperimentalean. Normalean lan-likidoa kokatzeko termiko aldatu gabeko egoera zehar gertatzen nolabaiteko prozesu fisikoak (ura irakiten, Izotz urtu) at dagokion etiketa eman. Hainbat termometroak eskalak desberdinak dituzte. Adibidez, eskala Celsius, Fahrenheit.

Universal tenperatura tartea

Interesgarriagoa lan gorputzaren propietate independentzia dagokionez egon gas termometro bat jo daiteke. Haien sorta ez da erabiliko gas motaren menpe. Horrelako gailu bat hipotetikoki tenperatura zein gasa zero presio joera bereiz daitezke. Kalkuluak erakusten balio hori -273,15 ^ºC tenperatura sorta (absolutua tenperatura eskala edo Kelvin eskala) dagokio 1848 urtean sartu zen. eskala honen puntu nagusia For hartu zeroth gas presioa posible tenperatura. Eskalatu unitate tarte unitatea balio Celsius berdina. Grabatu oinarrizko ekuazioa ILC tenperatura erabiliz gas-prozesuak aztertzen ere komenigarria da.

Komunikazioa presio eta tenperatura

Enpirikoki bat bermatzeko dezake gas presioa bere tenperatura proportzionala. Aldi berean aurkitutako presioa zuzenean partikula kontzentrazioa proportzionala da:

• P = nkt,

non T - tenperatura absolutua, k-konstante berdina 1,38 • 10 ^-23 J / K. to

Funtsezko balio gasak guztientzat balio konstante bat izatea, izeneko Boltzmann etengabea.

alderatuz presioa tenperaturaren mendekotasuna eta gas ICB oinarrizko ekuazioa idatz daiteke:

• to> = 3kT: 2

besteko gas molekulak mozioa energia zinetikoa balioa bere tenperatura proportzionala. Hau da, tenperatura partikula mozioa energia zinetikoa neurri bat da.