Teoria kinetyczna
Teoria kinetyczna
Gaz doskonały
1. Cząsteczki gazu – punkty
materialne o równych masach;
2. Cząsteczki poruszają się we
wszystkich kierunkach;
3. Cząsteczki zderzają się ze
sobą i ściankami naczynia
sprężyście;
4. Siły działają tylko w momencie
zderzenia;
5. Objętość cząsteczek –
zaniedbywalnie mała.
Prawo gazów doskonałych
Cząsteczka zderza się ze ścianką naczynia:
Czas przypadający na jedno zderzenie:
Średnia siła działająca na ściankę od jednej
cząsteczki:
Dla N cząsteczek:
Ciśnienie wywierane na ściankę:
Czyli:
x
x
x
x
mv
mv
mv
p
2
x
v
l
t
2
l
mv
v
l
mv
t
p
F
x
x
x
x
2
2
2
l
v
m
N
F
x
2
V
v
m
N
Sl
v
m
N
S
F
p
x
x
2
2
2
x
v
Nm
pV
Prawo gazów doskonałych
Dla każdego kierunku można powtórzyć to rozumowanie,
czyli:
oraz
Temperatura bezwzględna:
Prawo gazów doskonałych:
Stała Boltzmana
2
2
2
2
z
y
x
v
v
v
v
3
2
2
2
2
v
v
v
v
z
y
x
k
E
N
v
m
N
v
Nm
pV
3
2
2
3
2
3
2
2
k
E
k
T
3
2
NkT
pV
K
J
k
23
10
38
,
1
Temperatura
Termometr gazowy stałego ciśnienia:
Termometr gazowy stałej objętości:
T
p
Nk
V
0
T
V
Nk
p
0
Skale temperatur:
Skala Thomsona (Kelvina):
T = 0 K
↑
Całkowicie ustaje ruch cząsteczek.
Temperatura bezwzględna skala Kelvina!
1907
1824
Skale temperatur:
Skala Fahrenheita:
0°F - temperatura mieszaniny
wody i lodu z salmiakiem lub
solą;
100°F - temperatura żony
(chorej).
32°F - temperatura mieszaniny wody i lodu;
96°F - temperatura w ustach zdrowego
człowieka;
212°F - temperatura wrzącej wody.
1736
1686
Skale temperatur:
Skala Celsiusa:
0°C - temperatura mieszaniny
wody i lodu;
100°C - temperatura wrzenia
wody (przy normalnym
ciśnieniu).
0°C = 273,15 K
czyli Δt = ΔT
!!!
100°C = 373,15 K
1744
1701
Skale temperatur:
Ekwipartycja energii
Średnia energia kinetyczna ruchu postępowego:
Po
na każdy stopień swobody.
Cząsteczki dwuatomowe (
O
2
, N
2
, H
2
):
Cząsteczki trzyatomowe (
CO
2
, H
2
0
):
kT
v
m
E
k
2
3
2
2
kT
2
1
kT
E
k
2
5
kT
E
k
2
7
