A ecuación básica de medición ICB e temperatura

Os procesos de aprendizaxe teñen lugar en sistemas estatísticos, un tamaño de partícula mínimo é complicado e un gran número deles. Considero separado cada partícula é practicamente imposible, con todo, introducir cantidades estatísticos: a velocidade media de partículas, a súa concentración, a masa da partícula. Fórmula caracterizar o estado do sistema cos parámetros microscópicos, chamados a ecuación fundamental da teoría cinética molecular de gases (ICB).

Un pequeno sobre a velocidade media das partículas

Determinar a velocidade das partículas foi levada a cabo por primeira vez experimentalmente. Coñecido a partir da experiencia curricular realizada Otto Shternom, permiso para crear unha imaxe das velocidades das partículas. A experiencia investigando o movemento dos átomos de prata en cilindros rotativos: primeira instalación estacionaria, a continuación, cando se roda a unha determinada velocidade angular.

Como resultado, verificouse que a taxa de moléculas de prata supera a velocidade do son e é de 500 m / s. O feito é bastante interesante, xa que tal velocidade das partículas en substancias a persoa a sentir-se difícil.

gas perfecto

Para continuar estudando viable só no sistema, os parámetros que definen as medicións directas poden usar os dispositivos físicos. A velocidade é medida velocímetro, pero a idea é achegar un velocímetro para unha única partícula é absurdo. Directamente medir único parámetro macroscópico relacionada ao movemento das partículas.

Considere a presión do gas. A presión sobre a parede do vaso é creado atinxe moléculas de gas presentes no recipiente. A peculiaridade do estado gasoso da materia - concepto de grandes distancias entre as pequenas partículas ea súa interacción entre si. Isto permite medir directamente a presión.

Calquera sistema de corpos interactuando caracterízase pola enerxía potencial ea enerxía cinética do movemento. gas Real - un sistema complexo. A variabilidade da enerxía potencial desafía sistematización. Problema pode ser resolto coa introducción dun modelo, as propiedades características do gas portador varrer a complexidade de interacción.

Un gas ideal - un estado da materia na que a interacción de partículas é insignificante, a enerxía potencial da interacción tende a cero. Ela só pode ser considerada enerxía cinética significativa, o que depende da velocidade da partícula.

Presión gas ideal

Identificar a relación entre a presión do gas e da velocidade das partículas permite a ecuación do gas ideal MKT básico. Unha partícula movéndose nun recipiente, o choque coa parede que transmite un impulso cuxo valor pode ser determinado con base na lei de Newton II:

• FΔt = 2m _{x 0} V

Alterando a cantidade de movemento das partículas en estado de choque elástico asociada coa modificación do compoñente horizontal da súa velocidade. F - a forza exercida polas partículas na parede por un breve tempo t; m ₀ - masa da partícula.

Na superficie S durante o tempo? T área de fronte a todas as partículas de gas que se desprazan cara á superficie cunha velocidade v _xe dispostas no volume do cilindro Sυ _x Dt. Cando a concentración de partículas n exactamente medias moléculas móvese para a parede, a segunda metade - na dirección oposta.

Tendo considerado a colisión de partículas, pódese escribir a lei de Newton para a forza que actúa sobre a plataforma:

• FΔt = ₀ v NM _x ² SΔt

Xa que a presión do gas é definida como a razón entre a forza que actúa perpendicularmente á superficie, a última zona pode ser escrita:

• p = F: S = ₀ v NM _x ²

Esta ecuación relación como unha ICB básico pode describir todo o sistema, ie. K. O movemento en só unha dirección.

distribución de Maxwell

colisións frecuentes persistentes das partículas de gas coas paredes e cada outra vantaxe para o establecemento dunha correcta distribución estatística da velocidade da partícula (enerxía). Dirección dos vectores velocidade teñen a mesma probabilidade. Esta distribución foi chamado a distribución de Maxwell. En 1860, este estándar derivou J. Maxwell en ICB. Os principais parámetros da lei de distribución chámase velocidade: probablemente corresponde ao valor máximo da curva ea media cadrada _q v = √ 2> - a velocidade do cadrado medio das partículas.

O aumento da temperatura do gas corresponde a un aumento dos valores de velocidade.

Baseado no feito de que todas as velocidades son iguais, e os seus módulos teñen o mesmo significado, poden ser considerados:

• 2> = x ^2> + y ^2> + z ^2> onde x ^2> = 2> 3

O MKT ecuación básica coa media dos valores de presión de gas asume a forma:

• p = ₀ NM 2> 3.

Esta relación é único na medida en que define a relación entre os parámetros microscópicas: velocidade, a masa da presión das partículas, a densidade das partículas e gas no seu conxunto.

Usando o concepto de enerxía cinética da partícula, o MKT básica ecuación pode ser reescrita:

• p = ₀ 2nm 2> 6 = 2n k> 3

A presión do gas é proporcional ao valor medio da enerxía cinética das partículas.

temperatura

Curiosamente, a cantidade constante de gas no recipiente pechado pode ser conectado a presión do gas e do valor medio de partícula de enerxía cinética. en que a medición da presión pode ser realizada por medición da enerxía das partículas.

Como entrar? O que se pode comparar coa cantidade de enerxía cinética? Esta cantidade é a temperatura.

Temperatura - medida das substancias estado térmico. Para a súa medición utilizado un termómetro, con base accións que poñer a expansión térmica do fluído de traballo (un alcohol, mercurio) baixo calefacción. A escala do termómetro establecida experimentalmente. Xeralmente dar etiquetas correspondentes para colocar o fluído de traballo a unha certos procesos físicos que se producen durante o estado inalterado térmico (destila auga, xeo fundente). Varios termómetros teñen diferentes escalas. Por exemplo, o Celsius escala, Fahrenheit.

gama de temperaturas universal

Máis interesante en termos de independencia das propiedades de traballo do corpo pode ser considerado como un termómetro de gas. A súa gama non é dependente do tipo de gas utilizado. Nun tal dispositivo pode distinguir hipoteticamente temperatura á cal o gas tende a presión cero. Os cálculos mostran que este valor corresponde a -273,15 ° ^C. A gama de temperaturas (escala de temperatura absoluta ou a escala de Kelvin) foi introducido en 1848 ano. Ao punto principal desta escala tomou presión do gas zeroth posible temperatura. intervalo de unidade de escala igual ao valor unitario Celsius. ecuación básica rexistro usando temperatura ILC é máis cómodo en estudar procesos de gas.

Comunicación presión e temperatura

Empiricamente pódese asegurar que a presión de gas é proporcional á súa temperatura. Á vez descubriu que a presión é directamente proporcional á concentración de partículas:

• P = NKT,

en que T - temperatura absoluta, K-constante igual a 1,38 • 10 ^-23 J / K

O valor fundamental ter un valor constante para todos os gases, o chamado constante de Boltzmann.

Comparando-se a dependencia da presión da temperatura ICB e gas ecuación básica pode ser escrita:

• a> = 3kT: 2

O valor medio da enerxía cinética do movemento moléculas de gas é proporcional á súa temperatura. É dicir, a temperatura é unha medida da enerxía cinética do movemento de partículas.