Teori kinetik gas

Teori Kinetik Gas mengklaim jelaskan secara rinci perilaku cairan ini, dengan prosedur teoretis berdasarkan deskripsi yang didalilkan tentang gas dan beberapa asumsi. Teori ini pertama kali dikemukakan oleh Bernoulli pada tahun 1738, dan kemudian diperluas dan diperbaiki oleh Clausius, Maxwell, Boltzmann, van der Waals, dan Jeans.

Postulat Teori Kinetik Gas

Dalil dasar dari teori ini adalah:

1.- Dianggap bahwa gas terdiri dari partikel-partikel diskrit kecil yang disebutmolekul massa dan ukuran yang sama dalam gas yang sama, tetapi berbeda untuk gas yang berbeda.

2.- Molekul wadah berada di gerakan kacau tanpa henti, di mana mereka bertabrakan satu sama lain atau dengan dinding wadah tempat mereka berada.

3.- Itu pengeboman dinding kapal menyebabkan tekanan, yaitu gaya per satuan luas, rata-rata tumbukan molekul.

4.- Itu Tumbukan molekul bersifat elastikDengan kata lain, selama tekanan gas dalam wadah tidak berubah dari waktu ke waktu pada suhu dan tekanan berapa pun, tidak ada kehilangan energi karena gesekan.

5.- Itu Suhu mutlak adalah besaran yang sebanding dengan Energi Kinetik Rata-rata dari semua molekul dalam suatu sistem.

6.- Pada tekanan yang relatif rendah, jarak rata-rata antara molekul besar dibandingkan dengan diameternya their, dan karenanya gaya tarik menarik, yang bergantung pada pemisahan molekul, dianggap dapat diabaikan.

7.- Akhirnya, karena molekulnya kecil dibandingkan dengan jarak di antara mereka, mereka volume dianggap dapat diabaikan dalam kaitannya dengan total tertutupi.

Dengan mengabaikan ukuran molekul dan interaksinya, seperti yang ditunjukkan oleh postulat 6 dan 7, risalah teoretis ini terbatas pada gas ideal.

Analisis matematis dari konsep gas ini membawa kita pada kesimpulan mendasar yang dapat diverifikasi secara langsung oleh pengalaman.

Penjelasan Fisik Teori Kinetik Gas

Misalkan sebuah wadah kubik diisi dengan n 'molekul gas, semuanya sama, dan dengan massa dan kecepatan yang sama, masing-masing m dan u. Dimungkinkan untuk menguraikan kecepatan u menjadi tiga komponen sepanjang sumbu x, y dan z.

Jika kita menunjuk ketiga komponen ini u_x, atau_kamu, atau_z, kemudian:

atau² = kamu_x² + kamu_kamu² + kamu_z²

dimana kamu² adalah kecepatan kuadrat rata-rata akar. Sekarang kita mengasosiasikan ke masing-masing komponen ini satu molekul bermassa m yang mampu bergerak secara independen di salah satu arah x, y, z yang sesuai.

Efek akhir dari gerakan independen ini diperoleh dengan menggabungkan kecepatan menurut persamaan.

Sekarang anggaplah molekul bergerak dalam arah x ke kanan dengan kecepatan u_x. Ini akan bertabrakan dengan pesawat dan z dengan momen mu_x, dan karena tumbukannya lenting, tumbukan akan memantul dengan kecepatan -u_x dan momentum -mu_x.

Akibatnya, Variasi Jumlah Gerak, atau Momentum, per molekul dan tumbukan dalam arah x adalah mu_x - (-mu_x) = 2mu_x.

Sebelum Anda dapat menabrak dinding yang sama lagi, Anda harus berjalan bolak-balik ke dinding yang ada di depan Anda. Dengan demikian, ia menempuh jarak 2l, di mana l adalah panjang rusuk kubus. Dari sini kita menyimpulkan bahwa jumlah tumbukan dengan dinding kanan molekul dalam satu detik adalah u_x/ 2l, jadi perubahan momen per detik dan molekul akan bernilai:

(2mu_x)(atau_x/ 2l) = mu_x²/ l

Variasi yang sama terjadi untuk molekul yang sama pada bidang yz sehingga perubahan total dalam kuantitas gerakan per molekul dan sekon dalam arah x, adalah dua kali jumlah yang ditunjukkan pada yang terakhir persamaan. Jadi dijelaskan:

Perubahan Momen / detik / molekul, dalam arah x = 2 (mu_x²/l)

Contoh Gas yang dipelajari oleh Teori Kinetik

1. Hidrogen H
2. Helium He
3. Neon Ne
4. Refrigeran 134a
5. Amonia NH3₃
6. Karbon Dioksida CO₂
7. Karbon Monoksida CO
8. Udara
9. Nitrogen N
10. Oksigen O