Ang pangunahing equation ng ICB at temperatura pagsukat

Pag-aaral na proseso na nagaganap sa statistical sistema, ang isang minimum na laki ng maliit na butil ay kumplikado at lubhang maraming bilang ng mga ito. Isaalang-alang nang hiwalay ang bawat butil ay halos imposible, gayunpaman ipakilala statistical dami: ang average na bilis ng mga particle, ang kanilang konsentrasyon, ang maliit na butil masa. Formula characterizing ang estado ng sistema na may microscopic mga parameter, na tinatawag na ang mga pangunahing equation ng molecular kinetiko teorya ng gases (ICB).

Ang isang maliit na tungkol sa average na bilis ng mga particle

Pagtukoy ang bilis ng mga particle ay natupad sa unang pagkakataon pagtuklas. Kilalang mula sa kurikulum ng eksperimento na isinasagawa Otto Shternom, pinapayagan upang lumikha ng isang larawan ng velocity tinga. Ang eksperimento sinisiyasat ang galaw ng mga silver atoms sa umiikot cylinders: una nakatigil pag-install, at pagkatapos ay kapag ito ay umiikot sa isang tiyak na angular bilis.

Bilang isang resulta, ito ay natagpuan na ang rate ng silver molecule ay lumampas sa bilis ng tunog at ito ay 500 m / s. Ang katotohanan ay lubos na kawili-wili, dahil ang naturang bilis ng mga particle sa sangkap sa isang tao na pakiramdam nang husto.

perpektong gas

Upang magpatuloy sa pag-aaral magagawa lamang sa sistema, ang mga parameter na tukuyin ang mga direktang mga sukat ay maaaring maging gamit ang pisikal na mga aparato. Bilis ay nasukat na speedometer, ngunit ang ideya ay upang i-attach ang isang kilometrahe sa isang solong maliit na butil ay walang katotohanan. Direkta sukatan lamang macroscopic parameter na may kaugnayan sa galaw ng mga particle.

Isaalang-alang ang gas presyon. Ang presyon sa daluyan ng pader ay nilikha naaabot molecule gas naroroon sa mga sasakyang-dagat. Ang kakaibang uri ng mga puno ng gas estado ng matter - isang medyo malaking distansya sa pagitan ng mga maliliit na particle at ang kanilang mga pakikipag-ugnayan sa bawat isa. Ito ay nagpapahintulot sa upang direktang masukat ang presyon.

Anumang sistema ng nakikipag-ugnayan katawan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga potensyal na enerhiya at kinetiko enerhiya ng paggalaw. Real gas - isang kumplikadong system. Ang pagbabagu-bago sa mga potensyal na enerhiya defies systematization. Problema ay maaaring lutasin sa pamamagitan ng pagpapasok ng isang modelo, ang katangi-aari ng carrier gas wawalisin ang pagiging kumplikado ng pakikipag-ugnayan.

Isang ideal na gas - isang estado ng matter na kung saan ang pakikipag-ugnayan ng mga particle ay bale-wala, ang mga potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ay may gawi na zero. Ito ay maaari lamang itinuturing na makabuluhang kinetiko enerhiya, na kung saan ay depende sa ang maliit na butil kabilisan.

Ideal Gas Presyon

Kilalanin ang mga relasyon sa pagitan ng gas presyon at bilis ng mga particle ay nagbibigay-daan sa kanyang basic equation MKT ideal na gas. Isang particle gumagalaw sa isang sasakyang-dagat, sa banggaan sa pader nagpapadala ito ng isang pulse na ang halaga ay maaaring natutukoy batay sa II batas ni Newton:

• FΔt = 2m ₀ v _x

Ang pagbabago ng maliit na butil ng momentum sa nababanat shock na kaugnay sa mga pagbabago ng pahalang na bahagi ng bilis nito. F - ang lakas exerted sa pamamagitan ng mga particle sa pader para sa isang maikling oras t; m ₀ - mass ng tinga.

Sa pamamagitan ng isang ibabaw na lugar S para sa oras .DELTA.t nakaharap ang lahat ng mga particle ng gas paglipat sa direksyon ng ibabaw sa isang bilis v _x at matatagpuan sa dami ng silindro Sυ _x Δt. Kapag ang maliit na butil na konsentrasyon n eksakto sa kalahati molecule gumagalaw sa pader, sa ikalawang kalahati - sa kabaligtaran direksyon.

Matapos talakayin ang banggaan ng mga particle, maaari naming magsulat ng batas ni Newton para sa mga puwersa na kumikilos sa plataporma:

• FΔt = nm ₀ v _x ² SΔt

Dahil ang presyon ng gas ay tinukoy bilang ang ratio ng mga puwersa na kumikilos patayo sa ibabaw, ang huling lugar ay maaaring nakasulat:

• p = F: S = nm ₀ v _x ²

Ito may kaugnayan equation bilang isang pangunahing ICB maaaring ilarawan ang buong system, ie. K. Ang galaw lamang sa isang direksyon.

Maxwell pamamahagi

Paulit-ulit na madalas na banggaan ng mga particle ng gas na may mga pader at sa bawat isa humantong sa pagtatatag ng isang tiyak na statistical pamamahagi ng mga particle bilis (enerhiya). Direksyon ng bilis vectors ay pantay malamang. Ang nasabing distribution ay tinatawag na ang Maxwell pamamahagi. Noong 1860, ang pattern na ito ay nagmula J. Maxwell ilalim ICB. Ang pangunahing mga parameter ng batas sa pamamahagi ay tinatawag na bilis: marahil ay tumutugon sa maximum na halaga ng curve at ang mga ibig sabihin ng parisukat _q v = √ 2> - ang ibig sabihin ng parisukat bilis ng particle.

Ang pagtaas sa gas temperatura ay tumutugon sa isang pagtaas sa mga halaga bilis.

Batay sa ang katunayan na ang lahat ng velocity ay pantay-pantay, at ang kanilang mga module ay may parehong kahulugan, ay maaaring isinasaalang-alang:

• 2> = x ^2> + y ^2> + z ^2> kung saan: x ^2> = 2> 3

Ang pangunahing equation MKT may-average na halaga ng gas presyon ay tumatagal ang form na ito:

• p = nm ₀ 2> 3.

Ang relasyon ay natatangi sa na ito tinutukoy ang relasyon sa pagitan ng mga microscopic na parameter: bilis, mass ng tinga, tinga density at gas presyon bilang isang buo.

Gamit ang konsepto ng kinetiko enerhiya ng partikulo, ang mga pangunahing equation MKT maaaring rewritten:

• p = 2nm ₀ 2> 6 = 2n k> 3

Ang presyon ng gas ay proporsyonal sa ang ibig sabihin ng halaga ng kinetiko enerhiya ng kanyang particle.

temperatura

Nang kawili-wili, para sa pare-pareho ang dami ng gas sa closed sasakyang-dagat ay maaaring konektado sa gas presyon at ang ibig sabihin ng halaga ng maliit na butil kinetiko enerhiya. kung saan ang presyon ng pagsukat ay maaaring gumanap sa pamamagitan ng pagsukat ng enerhiya ng mga particle.

Paano upang ipasok? Ano ang maaaring inihambing sa ang halaga ng kinetiko enerhiya? Dami na ito ay ang temperatura.

Temperatura - sukatan ng thermal estado sangkap. Para sa kanyang pagsukat na ginamit ng thermometer, based pagkilos na ilagay ang thermal expansion ng uring tuluy-tuloy (isang alkohol, mercury) sa ilalim ng heating. Ang iskala ng thermometer itinatag pagtuklas. Karaniwan ito bigyan tags naaayon sa posisyon ang nagtatrabaho likido sa isang tiyak na pisikal na proseso na nagaganap sa panahon ng thermal maiwan nang walang pagbabago ng estado (tubig na kumukulo, natutunaw na yelo). Iba't-ibang mga thermometers ay may iba't ibang mga antas. Halimbawa, ang scale Celsius, Farenheit.

Universal hanay ng temperatura

Higit pang mga kagiliw-giliw na sa mga tuntunin ng ang pagsasarili ng uring katangian ng katawan ay maaaring itinuturing na isang gas thermometer. Ang kanilang mga saklaw ay hindi nakasalalay sa ang uri ng gas na ginamit. Sa tulad ng isang aparato ay maaaring makilala saka-sakali temperatura kung saan ang gas ay may gawi na zero presyon. Kalkulasyon ipakita na ang halaga na ito ay tumutugon sa -273.15 ° ^C. Ang temperatura hanay (absolute temperatura scale o ang Kelvin scale) ay ipinakilala sa 1848 taon. Para sa mga pangunahing punto ng mga ito scale kinuha posibleng temperatura ng zero presyon ng gas. Scale agwat ng unit katumbas ng unit halaga Celsius. Record basic equation gamit ILC temperatura ay mas maginhawa sa pag-aaral ng mga proseso ng gas.

Communication presyon at temperatura

Empirically isa ay maaaring matiyak ang presyon ng gas ay proporsyonal sa ang temperatura nito. Kasabay nito natagpuan na ang presyon ay direkta proporsyonal sa ang konsentrasyon ng mga particle:

• P = NKT,

kung saan T - absolute temperatura, k-pare-pareho ang katumbas ng 1.38 • 10 ^-23 J / K.

Ang pangunahing halaga ng pagkakaroon ng isang pare-pareho ang halaga para sa lahat gases, na tinatawag na Boltzmann pare-pareho.

Paghahambing ng presyon ng pagpapakandili ng temperatura at gas ICB basic equation ay maaaring nakasulat:

• sa> = 3kT: 2

Ang ibig sabihin ng halaga ng kinetiko enerhiya ng gas molecules na kilos ay proporsyonal sa ang temperatura nito. Iyon ay, ang temperatura ay isang sukatan ng ang kinetiko enerhiya ng partikulo paggalaw.