Скорость теплового движения молекул

1920г. – поставлен опыт Штерна для определения скорости молекул газа или пара. Анализ экспериментальных данных позволяет найти распределение молекул по скоростям:

– наиболее вероятная скорость молекул, - этой скоростью обладает наибольшее число молекул.

0

К наиболее вероятной скорости близка теоретически рассчитанная средняя квадратичная скорость молекул , которая равна квадратному корню из среднего квадрата скорости: =

С повышением температуры максимум кривой смещается в область больших скоростей.

Скорости молекул газа по расчётам оказались очень большими, больше скорости артиллерийских снарядов. Например, при 0˚ С скорость молекул азота 500м/с, водорода 1800м/с. Перемещение же молекул в каком-либо направлении в среднем невелико, т.к. из-за столкновения молекул их траектории представляют собой длинные запутанные ломаные линии:

 

Величины, с изменением которых меняется состояние газа, называются параметрами состояния. Микроскопические параметры – параметры малых масштабов, характеризующие отдельную молекулу (масса молекулы, её скорость, кинетическая энергия и т.д.) Макроскопические параметры – параметры больших масштабов, характеризующие газ как систему, состоящую из большого числа частиц (масса газа, давление, объём, температура и т.д.).

Состояние теплового равновесия:

- устанавливается самопроизвольно спустя некоторое время после приведения тел в тепловой контакт;

- все макроскопические параметры, характеризующие тела системы, перестают изменяться и остаются постоянными сколь угодно долго;

- температура всех тел системы становится одинаковой;

- макроскопические процессы между телами (теплообмен, тепловое расширение, агрегатные превращения и т. д.) прекращаются;

- микроскопические процессы (тепловое движение частиц, броуновское движение и т.д.) не прекращаются.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона – Менделеева)

Основное уравнение МКТ газов связывает макроскопический параметр давление с микроскопическими параметрами. Уравнение состояния связывает между собой макроскопические параметры: давление, объём, массу и температуру. Как бы ни менялись эти параметры, всегда выполняется следующее соотношение: произведение давления газа на его объём равно отношению массы к молярной массе умноженному на газовую постоянную и абсолютную температуру.

,

где - универсальная газовая постоянная, которая является произведением двух постоянных: числа Авогадро и постоянной Больцмана.

Уравнение Клапейрона (объединённый газовый закон)

Если , =const. Для газа данной массы произведение давления газа на его объём делённое на абсолютную температуру есть величина постоянная.

Газовые законы

Установлены для изопроцессов – это процессы, в которых один из трёх параметров остаётся неизменным. Во всех газовых законах масса газа не меняется.

Изотермический процесс – процесс изменения состояния газа при постоянной температуре.

Закон Бойля – Мариотта: для газа данной массы при постоянной температуре произведение давления газа на его объём постоянно

Закон устанавливает обратно пропорциональную зависимость между давлением газа и его объёмом = ; графиком этой зависимости является изотерма:

Изобарный процесс - процесс изменения состояния газа при постоянном давлении.

Закон Гей-Люссака: для газа данной массы при постоянном давлении отношение объёма газа к его абсолютной температуре постоянно

если

Закон устанавливает прямо пропорциональную зависимость между объёмом газа и его абсолютной температурой = ; графиком этой зависимости является изобара:

Изохорный процесс - процесс изменения состояния газа при постоянном объёме.

Закон Шарля: для газа данной массы при постоянном объёме отношение давления газа к его абсолютной температуре постоянно

если

Закон устанавливает прямо пропорциональную зависимость между давлением газа и его абсолютной температурой = ; графиком этой зависимости является изохора:

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: