Kinētiskā gāzu teorija

Kinētiskā gāzu teorija apgalvo sīki izskaidrojiet šo šķidrumu uzvedību, izmantojot teorētiskas procedūras, kuru pamatā ir postulēts gāzes apraksts un daži pieņēmumi. Šo teoriju pirmo reizi ierosināja Bernulli 1738. gadā, un vēlāk to paplašināja un pilnveidoja Klausiuss, Maksvels, Boltmans, van der Vāls un Džinss.

Gāzu kinētiskās teorijas postulāti

Šīs teorijas pamatpostulāti ir:

1.- Tiek uzskatīts, ka Gāzes sastāv no sīkām atsevišķām daļiņām, ko saucmolekulas ar vienādu masu un izmēru vienā un tajā pašā gāzē, bet atšķirīgs dažādām gāzēm.

2.- Tvertnes molekulas atrodas haotiska kustība nemitīgi, kuras laikā viņi saduras viens ar otru vai ar konteinera sienām, kur atrodas.

3.- kuģa sienu bombardēšana rada spiedienu, tas ir, spēks uz laukuma vienību, molekulu sadursmju vidējais rādītājs.

4.- molekulu sadursmes ir elastīgasCitiem vārdiem sakot, kamēr gāzes spiediens traukā laika gaitā nemainās jebkurā temperatūrā un spiedienā, berzes dēļ enerģijas zudumi netiek zaudēti.

5.- Absolūtā temperatūra ir lielums, kas proporcionāls vidējai kinētiskajai enerģijai no visām sistēmā esošajām molekulām.

6.- Pie relatīvi zema spiediena, vidējais attālums starp molekulām ir liels, salīdzinot ar to diametriemun līdz ar to pievilcīgie spēki, kas ir atkarīgi no molekulu atdalīšanas, tiek uzskatīti par nenozīmīgiem.

7.- Visbeidzot, tā kā molekulas ir mazas, salīdzinot ar attālumu starp tām, to apjoms tiek uzskatīts par nenozīmīgu attiecībā pret kopējo pārklāts.

Neņemot vērā molekulu lielumu un to mijiedarbību, kā parādīts 6. un 7. postulātā, šis teorētiskais traktāts aprobežojas ar ideālām gāzēm.

Šīs gāzes jēdziena matemātiska analīze ļauj mums izdarīt fundamentālus secinājumus, kurus tieši var pārbaudīt ar pieredzi.

Gāzu kinētiskās teorijas fiziskais skaidrojums

Pieņemsim, ka kubiskais konteiners ir piepildīts ar n 'gāzes molekulām, vienādām un ar vienādu masu un ātrumu, attiecīgi m un u. Ir iespējams sadalīt ātrumu u trīs komponentos gar x, y un z asi.

Ja mēs apzīmēsim šos trīs komponentus u_xvai_Jāvai_z, tad:

vai² = u_x² + u_Jā² + u_z²

kur u² ir kvadrāta vidējais ātrums. Tagad katram no šiem komponentiem mēs saistām vienu molekulu ar masu m, kas spēj neatkarīgi pārvietoties jebkurā no attiecīgajiem x, y, z virzieniem.

Šo neatkarīgo kustību galīgo efektu iegūst, apvienojot ātrumus atbilstoši vienādojumam.

Tagad pieņemsim, ka molekula pārvietojas x virzienā pa labi ar ātrumu u_x. Tas sadurssies ar plakni un z ar momentu mu_x, un, tā kā sadursme ir elastīga, tā atsitīsies ar ātrumu -u_x un impulss -mu_x.

Līdz ar to kustības apjoma jeb impulsa variācija uz molekulu un sadursme x virzienā ir mu_x - (-mu_x) = 2mu_x.

Pirms jūs varat atkal ietriekties tajā pašā sienā, jums jāiet uz priekšu un atpakaļ uz priekšā esošo. To darot, tas nobrauc 2l attālumu, kur l ir kuba malas garums. No tā mēs secinām, ka sadursmju ar molekulas labo sienu skaits vienā sekundē būs u_x/ 2l, tāpēc momenta sekundē un molekulas izmaiņas būs vērtīgas:

(2mu_x) (vai_x/ 2l) = mu_x²/ l

Viena un tā pati molekula yz plaknē mainās tā, lai kopējās daudzuma izmaiņas kustības uz vienu molekulu un otrais x virzienā, ir divreiz lielāks par pēdējo norādīto daudzumu vienādojums. Tātad tiek paskaidrots:

Momenta / sekundes / molekulas maiņa virzienā x = 2 (mu_x²/l)

Kinētiskās teorijas pētīto gāzu piemēri

1. Ūdeņradis H
2. Hēlijs Viņš
3. Neons Ne
4. Dzesēšanas šķidrums 134a
5. Amonjaks NH₃
6. Oglekļa dioksīds CO₂
7. Oglekļa monoksīds CO
8. Gaiss
9. Slāpeklis N
10. Skābeklis O