Gazların kinetik teorisi

Gazların Kinetik Teorisi iddiaları Bu sıvıların davranışını ayrıntılı olarak açıklayın, bir gazın varsayılan tanımına ve bazı varsayımlara dayanan teorik prosedürlerle. Bu teori ilk olarak 1738'de Bernoulli tarafından önerildi ve daha sonra Clausius, Maxwell, Boltzmann, van der Waals ve Jeans tarafından genişletildi ve geliştirildi.

Gazların Kinetik Teorisinin Postülaları

Bu teorinin temel varsayımları şunlardır:

1.- Öyle kabul edilir gazlar denilen küçük ayrı parçacıklardan oluşurmoleküller aynı gazda eşit kütle ve büyüklükte, ancak farklı gazlar için farklıdır.

2.- Bir kabın molekülleri sürekli kaotik hareket, bu sırada birbirleriyle veya bulundukları kabın duvarlarıyla çarpışırlar.

3.- damar duvarlarının bombardımanı bir basınca neden olur, yani birim alan başına bir kuvvet, moleküllerin Çarpışmalarının ortalaması.

4.- moleküllerin çarpışması esnektirYani bir kaptaki gazın basıncı herhangi bir sıcaklık ve basınçta zamanla değişmediği sürece sürtünmeden dolayı enerji kaybı olmaz.

5.- Mutlak sıcaklık, Ortalama Kinetik Enerji ile orantılı bir miktardır. bir sistemdeki tüm moleküllerin

6.- Nispeten düşük basınçlardaMoleküller arasındaki ortalama mesafe çaplarına göre büyüktür.ve dolayısıyla moleküler ayrılmaya bağlı olan çekici kuvvetler ihmal edilebilir olarak kabul edilir.

7.- Son olarak, moleküller aralarındaki mesafeye göre küçük oldukları için hacim, toplam ile ilgili olarak ihmal edilebilir olarak kabul edilir. kapalı.

6 ve 7 numaralı varsayımlarda gösterildiği gibi, moleküllerin boyutunu ve etkileşimlerini göz ardı ederek, bu teorik inceleme ideal gazlarla sınırlıdır.

Bu gaz kavramının matematiksel bir analizi, bizi doğrudan deneyimle doğrulanabilen temel sonuçlara götürür.

Gazların Kinetik Teorisinin Fiziksel Açıklaması

Sırasıyla, hepsi eşit ve aynı kütle ve hıza, m ve u'ya sahip n 'gaz molekülüyle dolu kübik bir kap varsayalım. u hızını x, y ve z eksenleri boyunca üç bileşene ayırmak mümkündür.

Bu üç bileşeni belirlersek u_x, veya_ve, veya_z, sonra:

veya² = sen_x² + sen_ve² + sen_z²

Neredesin² kök ortalama kare hızdır. Şimdi, bu bileşenlerin her birine karşılık gelen x, y, z yönlerinden herhangi birinde bağımsız olarak hareket edebilen tek bir m kütleli molekülü ilişkilendiriyoruz.

Bu bağımsız hareketlerin nihai etkisi, hızların denkleme göre birleştirilmesiyle elde edilir.

Şimdi molekülün x yönünde sağa doğru u hızıyla hareket ettiğini varsayalım._x. Uçakla çarpışacak ve mu anı ile z_x, ve çarpışma esnek olduğundan, -u hızıyla sıçrayacaktır._x ve momentum -mu_x.

Sonuç olarak, molekül başına Hareket Miktarının veya Momentumun Değişimi ve x yönündeki çarpışma mu_x - (-mu_x) = 2mu_x.

Aynı duvara tekrar çarpmadan önce, önünüzdeki duvara bir ileri bir geri yürümeniz gerekir. Bunu yaparken, l'nin küpün kenar uzunluğu olduğu 2l'lik bir mesafe kateder. Bundan, bir saniyede molekülün sağ duvarı ile çarpışma sayısının u olacağı sonucunu çıkarıyoruz._x/ 2l, yani saniyedeki an ve moleküldeki değişim şuna eşit olacaktır:

(2mu_x)(veya_x/ 2l) = mü_x²/ l

Aynı molekül için yz düzleminde aynı varyasyon meydana gelir, böylece miktardaki toplam değişiklik molekül başına hareket ve x yönünde saniye, ikincisinde belirtilen miktarın iki katıdır. denklem. Böylece açıklanmıştır:

Moment / saniye / molekülün değişimi, x = 2 (mu_x²/l)

Kinetik Teori ile İncelenen Gaz Örnekleri

1. hidrojen H
2. helyum o
3. Neon Ne
4. Soğutucu 134a
5. Amonyak NH₃
6. Karbon Dioksit CO₂
7. Karbon Monoksit CO
8. Hava
9. Azot N
10. oksijen O