गैसों का गतिज सिद्धांत theory

गैसों का काइनेटिक सिद्धांत दावा करता है इन तरल पदार्थों के व्यवहार के बारे में विस्तार से बताएं, सैद्धांतिक प्रक्रियाओं द्वारा एक गैस और कुछ मान्यताओं के एक नियत विवरण के आधार पर। यह सिद्धांत पहली बार 1738 में बर्नौली द्वारा प्रस्तावित किया गया था, और बाद में क्लॉसियस, मैक्सवेल, बोल्ट्जमैन, वैन डेर वाल्स और जीन्स द्वारा विस्तारित और सुधार किया गया।

गैसों के गतिज सिद्धांत के अभिधारणाएं

इस सिद्धांत के मौलिक अभिधारणाएं हैं:

१.- माना जाता है कि गैसें छोटे असतत कणों से बनी होती हैं जिन्हें कहा जाता हैअणुओं एक ही गैस में समान द्रव्यमान और आकार का, लेकिन विभिन्न गैसों के लिए अलग-अलग।

2.- एक कंटेनर के अणु. में होते हैं अराजक आंदोलन लगातार, जिसके दौरान वे एक दूसरे से या कंटेनर की दीवारों से टकराते हैं जहां वे हैं।

3.- The पोत की दीवारों की बमबारी दबाव का कारण बनती है, अर्थात्, प्रति इकाई क्षेत्र में एक बल, अणुओं के टकराव का औसत।

4.- The अणुओं की टक्कर लोचदार होती हैदूसरे शब्दों में, जब तक किसी पात्र में गैस का दाब किसी भी तापमान और दाब पर समय के साथ परिवर्तित नहीं होता, तब तक घर्षण के कारण ऊर्जा की हानि नहीं होती है।

5.- The निरपेक्ष तापमान औसत गतिज ऊर्जा के समानुपाती मात्रा है एक प्रणाली में सभी अणुओं की।

6.- अपेक्षाकृत कम दबाव पर, अणुओं के बीच की औसत दूरी उनके व्यास की तुलना में बड़ी होती है, और इसलिए आणविक पृथक्करण पर निर्भर आकर्षक बलों को नगण्य माना जाता है।

7.- अंत में, चूंकि अणु उनके बीच की दूरी की तुलना में छोटे होते हैं, उनके कुल के संबंध में मात्रा नगण्य मानी जाती है ढका हुआ।

अणुओं के आकार और उनकी परस्पर क्रिया की उपेक्षा करके, जैसा कि अभिधारणा ६ और ७ द्वारा दिखाया गया है, यह सैद्धांतिक ग्रंथ आदर्श गैसों तक सीमित है।

इस गैस अवधारणा का गणितीय विश्लेषण हमें मौलिक निष्कर्षों की ओर ले जाता है जिन्हें अनुभव द्वारा प्रत्यक्ष रूप से सत्यापित किया जा सकता है।

गैसों के गतिज सिद्धांत की भौतिक व्याख्या

मान लीजिए कि गैस के n 'अणुओं से भरा एक घन कंटेनर, सभी समान, और समान द्रव्यमान और वेग के साथ, क्रमशः m और u। वेग u को x, y और z अक्षों के अनुदिश तीन घटकों में विघटित करना संभव है।

यदि हम इन तीन घटकों को नामित करते हैं u_एक्स, या_यू, या_जेड, तब फिर:

या² = यू_एक्स² + यू_यू² + यू_जेड²

जहाँ तुम² मूल माध्य वर्ग वेग है। अब हम इनमें से प्रत्येक घटक को द्रव्यमान m के एक एकल अणु से जोड़ते हैं जो किसी भी संगत x, y, z दिशाओं में स्वतंत्र रूप से गति करने में सक्षम है।

इन स्वतंत्र आंदोलनों का अंतिम प्रभाव समीकरण के अनुसार गति को मिलाकर प्राप्त किया जाता है।

अब मान लीजिए कि अणु x दिशा में u. के वेग से दायीं ओर गति करता है_एक्स. यह समतल से टकराएगा और z क्षण mu. से टकराएगा_एक्स, और चूंकि टक्कर लोचदार है, यह वेग के साथ उछलेगी -u_एक्स और गति -mu_एक्स.

नतीजतन, एक्स दिशा में गति की मात्रा, या गति, प्रति अणु और टकराव की भिन्नता mu है_एक्स - (-मु_एक्स) = 2mu_एक्स.

इससे पहले कि आप उसी दीवार को फिर से मार सकें, आपको अपने सामने वाली दीवार पर आगे-पीछे चलना होगा। ऐसा करने पर, यह 2l की दूरी तय करता है, जहाँ l घन के किनारे की लंबाई है। इससे हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि एक सेकंड में अणु की दाहिनी दीवार से टकराने की संख्या u. होगी_एक्स/ 2l, इसलिए प्रति सेकंड क्षण में परिवर्तन और अणु का मूल्य होगा:

(2mu_एक्स)(या_एक्स/ 2l) = म्यू_एक्स²/ ली

yz तल में समान अणु के लिए समान परिवर्तन होता है जिससे मात्रा में कुल परिवर्तन होता है प्रति अणु गति का और x दिशा में दूसरा, बाद में इंगित राशि से दोगुना है समीकरण तो यह समझाया गया है:

पल का परिवर्तन / सेकंड / अणु, दिशा में x = 2 (mu .)_एक्स²/l)

काइनेटिक थ्योरी द्वारा अध्ययन किए गए गैसों के उदाहरण

1. हाइड्रोजन एच
2. हीलियम हे
3. नियॉन नियो
4. सर्द 134a
5. अमोनिया एनएच₃
6. कार्बन डाइऑक्साइड CO₂
7. कार्बन मोनोऑक्साइड CO
8. वायु
9. नाइट्रोजन संख्या
10. ऑक्सीजन ओ