Ekwasyon an debaz yo nan ICB ak tanperati mezi

Aprann pwosesis ki rive nan sistèm estatistik, se yon gwosè patikil minimòm-nan se konplike ak yon nimewo gwo nan yo. Konsidere separeman chak patikil se pratikman enposib, sepandan prezante kantite statistik: vitès an mwayèn nan patikil yo, konsantrasyon yo, mas la patikil. Fòmil karakteriz eta a nan sistèm nan ak paramèt yo mikwoskopik, ki rele ekwasyon an fondamantal nan teyori molekilè sinetik nan gaz (ICB).

Yon ti kras sou vitès an mwayèn nan patikil yo

Detèmine vitès la nan patikil yo te te pote soti la pou premye fwa èksperimantal. Li te ye nan eksperyans la kourikoulòm fèt Otto Shternom, yo pèmèt yo kreye yon foto nan vitès yo patikil. Eksperyans lan envestige mouvman an nan atòm yo an ajan nan wotasyon silenn: premye enstalasyon estasyonè, Lè sa a, lè li wotasyon nan yon sèten vitès angilè.

Kòm yon rezilta, li te jwenn ke to la nan molekil ajan depase vitès la nan son ak se 500 m / s. Reyalite a se trè enteresan, depi vitès sa yo nan patikil yo nan sibstans ki sou yon moun yo santi yo difisil.

gaz pafè

Pou kontinye yo etidye posib sèlman nan sistèm nan, paramèt yo ki defini mezi dirèk kapab lè l sèvi avèk aparèy yo fizik. se vitès mezire kontè vitès, men lide a se yo tache yon kontè vitès nan yon patikil se sèl nan absid. Dirèkteman mezire sèlman makro paramèt ki gen rapò ak mouvman nan patikil yo.

Konsidere presyon an gaz. Presyon an sou miray la veso se kreye frape molekil gaz prezan nan veso a. Singularité a nan eta a ki gaz nan matyè - yon distans jistis gwo ant patikil yo ti ak entèraksyon yo youn ak lòt. Sa a pèmèt dirèkteman mezire presyon an.

Nenpòt sistèm nan kominike kò karakterize pa enèji nan potansyèl ak enèji sinetik nan mouvman. Imobilye gaz - yon sistèm konplèks. variation a nan enèji nan potansyèl Defiant sistematize. ka pwoblèm dwe rezoud pa entwodwi yon modèl, pwopriyete yo karakteristik nan gaz la konpayi asirans bale lwen konpleksite nan entèraksyon.

Yon gaz ideyal - yon eta nan matyè nan ki entèraksyon an nan patikil se neglijab, enèji nan potansyèl nan entèraksyon an gen tandans a zewo. Li kapab fèt sèlman konsidere kòm enpòtan enèji sinetik, ki depann sou vitès la patikil.

Ideyal Presyon gaz

Idantifye relasyon ki genyen ant presyon gaz ak vitès nan patikil yo pèmèt ekwasyon MKT gaz debaz li yo ideyal. Yon patikil k ap deplase nan yon veso, nan kolizyon an ak miray ranpa a nan li transmèt yon batman kè ki gen valè kapab detèmine ki baze sou II lalwa Newton a:

• FΔt = 2m ₀ v _x

Chanje momantòm lan ki te patikil nan chòk elastik ki asosye avèk chanjman nan eleman nan orizontal nan vitès li yo. F - fòs la egzèse pa patikil yo sou miray la pou yon t tan kout; m ₀ - mas la patikil la.

Sou S nan sifas pandan zòn nan Δt tan fè fas a tout patikil gaz deplase nan direksyon sifas la ak _x vitès v ak dispoze nan volim nan silenn Sυ _x Δt. Lè konsantrasyon nan patikil N egzakteman molekil mwatye bwote al rete nan miray la, dezyèm mwatye a - nan direksyon opoze a.

Èske w gen konsidere kòm kolizyon an nan patikil yo, nou ka ekri lalwa Newton a pou fòs la aji sou platfòm la:

• FΔt = NM ₀ v _x ² SΔt

Depi se presyon an gaz defini kòm rapò a nan fòs nan aji pèpandikilè ak sifas la, ka zòn ki sot pase a dwe ekri:

• p = F: S = NM ₀ v _x ²

Sa a ekwasyon relasyon kòm yon ICB debaz ka dekri sistèm la an antye, sa vle di. K. mouvman an sèlman nan yon direksyon.

Maxwell distribisyon

Persistent kolizyon souvan nan patikil yo gaz ak mi yo ak youn ak lòt mennen nan etablisman an nan yon sèten distribisyon statistik de vitès la patikil (enèji). Direksyon nan vektè yo vitès se menm chans. te distribisyon sa yo te rele distribisyon an Maxwell. Nan 1860, yo te modèl sa a sòti J. Maxwell anba ICB. Paramèt yo prensipal nan lwa a ki distribisyon yo rele vitès: pwobableman koresponn ak valè maksimòm nan nan koub la ak vle di kare _q v la = √ 2> - vle di vitès la kare nan patikil yo.

Ogmante a nan tanperati gaz koresponn ak yon ogmantasyon valè yo vitès.

Ki baze sou lefèt ke tout vitès yo yo egal, ak modil yo gen siyifikasyon an menm, kapab konsidere kòm:

• 2> = x ^2> + y ^2> + z ^2> kote: x ^2> = 2> 3

MKT a ekwasyon debaz ki gen valè yo mwayenn nan presyon gaz pran fòm lan:

• p = NM ₀ 2> 3.

Relasyon sa a se inik nan ke li defini relasyon ki genyen ant paramèt yo mikwoskopik: vitès, mas nan patikil, dansite patikil ak gaz presyon nan kòm yon antye.

Lè l sèvi avèk konsèp nan enèji sinetik nan patikil la , ka MKT nan ekwasyon debaz dwe reekri:

• p = 2nm ₀ 2> 6 = 2n k> 3

Presyon an gaz se pwopòsyonèl a valè a vle di nan enèji nan sinetik nan patikil li yo.

tanperati

Enteresan, pou kantite lajan an konstan nan gaz nan veso a fèmen kapab konekte presyon an gaz ak valè a vle di nan patikil enèji sinetik. dans ka mezi a presyon dwe fèt pa mezire enèji a nan patikil yo.

Ki jan yo antre nan? Ki sa ki ka konpare ak kantite lajan an nan enèji sinetik? kantite Sa a se tanperati a.

Tanperati - mezi sibstans ki sou yo eta tèmik. Pou mezi li yo itilize yon tèmomèt, aksyon ki baze ki mete ekspansyon nan tèmik nan likid la ap travay (yon alkòl, mèki) anba chofaj. Echèl la nan tèmomèt la etabli èksperimantal. Anjeneral li bay Tags ki koresponn a pozisyon likid la ap travay nan yon sèten pwosesis fizik ki fèt pandan tèmik eta inaltere (bouyi dlo, k ap fonn glas). tèmomèt Divès gen balans diferan. Pou egzanp, Sèlsiyis nan echèl, Farennayt.

Inivèsèl seri tanperati

Plis enteresan an tèm de endepandans la nan pwopriyete yo k ap travay nan kò a kapab konsidere kòm yon tèmomèt gaz. ranje yo se pa depann sou kalite a nan gaz itilize. Nan tankou yon aparèy ka distenge ipotèz tanperati a ki gaz la gen tandans a zewo presyon. Kalkil yo fè montre ke valè sa a koresponn ak -273,15 ° ^C. Ranje a tanperati (absoli echèl tanperati oswa echèl la Kelvins) te prezante nan 1848 ane. Pou pwen prensipal la nan echèl sa a te pran zeroth presyon gaz tanperati posib. Echèl entèval inite egal a valè inite Sèlsiyis la. Dosye ekwasyon debaz lè l sèvi avèk tanperati ILC ki pi bon nan etidye pwosesis gaz.

presyon Kominikasyon ak tanperati

Pwouve yon moun ka asire presyon an gaz se pwopòsyonèl a tanperati li yo. An menm tan an te jwenn ke presyon an se pwopòsyonèl dirèkteman avèk konsantrasyon nan patikil:

• P = NKT,

kote T - tanperati absoli, k-konstan egal a 1.38 • 10 ^-23 J / K.

Valè a fondamantal gen se yon valè konstan pou tout gaz, ki rele konstan nan Boltzmann.

Konparezon depandans nan presyon nan tanperati ak gaz ICB nan ka ekwasyon debaz dwe ekri:

• yo> = 3kT: 2

Valè a vle di nan enèji nan sinetik nan mouvman nan gaz molekil se pwopòsyonèl a tanperati li yo. Sa se, tanperati a se yon mezi nan enèji nan sinetik nan mouvman an patikil.