Кинетичка теорија гасова

Кинетичка теорија гасова тврди детаљно објаснити понашање ових течности, теоријским поступцима заснованим на постулираном опису гаса и неким претпоставкама. Ову теорију је први предложио Бернули 1738. године, а касније су је проширили и побољшали Клаузијус, Максвел, Болцман, ван дер Валс и Џинс.

Постулати кинетичке теорије гасова

Основни постулати ове теорије су:

1.- Сматра се да гасови се састоје од ситних дискретних честица тзвмолекуле једнаке масе и величине у истом гасу, али различите за различите гасове.

2.- Молекули контејнера су унутра хаотично кретање непрестано, при чему се сударају једни са другима или са зидовима посуде у којој се налазе.

3.- Тхе бомбардовање зидова посуда изазива притисак, односно сила по јединици површине, просек судара молекула.

4.- Тхе судари молекула су еластичниДругим речима, све док се притисак гаса у посуди не мења током времена при било којој температури и притиску, нема губитка енергије услед трења.

5.- Тхе Апсолутна температура је величина пропорционална просечној кинетичкој енергији свих молекула у систему.

6.- При релативно ниским притисцима, просечно растојање између молекула је велико у поређењу са њиховим пречникима, па се стога привлачне силе, које зависе од молекуларног раздвајања, сматрају занемарљивим.

7.- Коначно, пошто су молекули мали у поређењу са растојањем између њих, њихова обим се сматра занемарљивим у односу на укупан покривен, затрпан.

Занемарујући величину молекула и њихову интеракцију, као што показују постулати 6 и 7, ова теоријска расправа је ограничена на идеалне гасове.

Математичка анализа овог концепта гаса води нас до фундаменталних закључака који се могу директно проверити искуством.

Физичко објашњење кинетичке теорије гасова

Претпоставимо да је кубни контејнер напуњен са н 'молекула гаса, који су сви једнаки и са истом масом и брзином, м и у. Могуће је разложити брзину у на три компоненте дуж к, и и з оса.

Ако ове три компоненте означимо у_Икс, или_и, или_з, онда:

или² = у_Икс² + у_и² + у_з²

где у² је средња квадратна брзина. Сада свакој од ових компоненти придружујемо један молекул масе м способан да се креће независно у било ком од одговарајућих правца к, и, з.

Коначан ефекат ових независних кретања добија се комбиновањем брзина према једначини.

Претпоставимо сада да се молекул креће у правцу к удесно брзином у_Икс. Судариће се са авионом и з са моментом му_Икс, а пошто је судар еластичан, он ће одскочити брзином -у_Икс а замах -му_Икс.

Сходно томе, варијација количине кретања, или момента, по молекулу и судару у к правцу је му_Икс - (-му_Икс) = 2му_Икс.

Пре него што поново ударите у исти зид, морате ходати напред-назад до оног испред вас. При томе пређе пут 2л, где је л дужина ивице коцке. Из овога закључујемо да ће број судара са десним зидом молекула у једној секунди бити у_Икс/ 2л, па ће промена момента у секунди и молекула вредети:

(2му_Икс)(или_Икс/ 2л) = му_Икс²/ л

Иста варијација се дешава за исти молекул у равни из тако да укупна промена количине кретања по молекулу и секунде у правцу к, двоструко је већа од количине назначене у последњем једначина. Тако је објашњено:

Промена момента / секунде / молекула, у правцу к = 2 (му_Икс²/l)

Примери гасова које проучава Кинетичка теорија

1. Водоник Х
2. Хелиум Хе
3. Неон Не
4. Расхладно средство 134а
5. Амонијак НХ₃
6. Угљен диоксид ЦО₂
7. Угљен моноксид ЦО
8. Ваздух
9. Азот Н
10. Кисеоник О