Tutkimuksessa ihanteelliset kaasut näemme, että kaasu koostuu atomista ja molekyyleistä, jotka liikkuvat kinematiikan vahvistamien lakien mukaisesti. Kaasussa sen hiukkaset ovat yleensä hyvin kaukana toisistaan, ja niiden välillä on aukko. Näemme myös, että kaasujen pääominaisuus on, että niiden hiukkasten välillä on käytännössä vain vuorovaikutus, kun ne törmäävät toisiinsa.
Ihanteellisen kaasulain osalta voimme sanoa, että se osoittaa meille paineen, tilavuuden, lämpötilan ja moolien määrän välisen suhteen. Tämä suhde saadaan yksinkertaisesta kaasumallista, joka mahdollistaa makroskooppisten suureiden välisen suhteen määrittämisen atomien ja molekyylien liikkeen tutkimuksen perusteella. Kaasujen kineettinen teoria perustuu neljään postulaattiin:
1 – kaasun muodostavat molekyylit, jotka liikkuvat epäjärjestyksessä ja pysyvästi. Jokaisella molekyylillä voi olla erilainen nopeus kuin muilla.
2 – kukin kaasumolekyyli on vuorovaikutuksessa muiden kanssa vain törmäysten kautta (normaalit kosketusvoimat). Molekyylien ainoa energia on kineettinen energia.
3 – kaikki törmäykset molekyylien ja kaasua sisältävän astian seinämien välillä ovat täydellisen joustavia. Kokonaiskineettinen energia säilyy, mutta kunkin molekyylin nopeus voi muuttua.
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
4 – molekyylit ovat äärettömän pieniä. Suurin osa kaasun käyttämästä tilavuudesta on tyhjää tilaa.
Näiden oletusten perusteella Boltzmann ja Maxwell osoittavat, että ihanteellisen kaasun kokonaismolekyylien keskimääräinen kineettinen energia on verrannollinen lämpötilaan lausekkeen mukaan:
Missä k on Boltzmannin vakio ja N on molekyylien lukumäärä. K: n arvo voidaan laskea kaasuvakiosta R ja Avogadro-luvusta NTHE per
Saatu lauseke osoittaa, että lämpötila on verrannollinen ihanteellisen kaasun molekyylien keskimääräiseen kineettiseen energiaan. Siten näemme, että lämpötila on keskimääräinen molekyylien sekoitusasteen kaasussa. Moolien lukumäärää käyttämällä meillä on:
Kirjoittanut Domitiano Marques
Valmistunut fysiikasta
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Kaasujen kineettinen teoria"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-cinetica-dos-gases.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
