W badaniu gazy idealne widzimy, że gaz składa się z atomów i cząsteczek, które poruszają się zgodnie z prawami ustalonymi przez kinematykę. W gazie jego cząstki są zwykle bardzo od siebie oddalone, a między nimi znajduje się pustka. Widzimy również, że główną cechą gazów jest to, że praktycznie zachodzi tylko interakcja między ich cząsteczkami, gdy się ze sobą zderzają.
Jeśli chodzi o Prawo Gazu Idealnego, możemy powiedzieć, że pokazuje nam ono zależność między ciśnieniem, objętością, temperaturą i liczbą moli. Zależność tę uzyskuje się z prostego modelu dla gazów, który umożliwia wyznaczenie zależności między wielkościami makroskopowymi na podstawie badania ruchu atomów i cząsteczek. Kinetyczna teoria gazów opiera się na czterech postulatach:
1 – gaz tworzą cząsteczki, które są w nieuporządkowanym i ciągłym ruchu. Każda cząsteczka może mieć inną prędkość niż pozostałe.
2 – każda cząsteczka gazu oddziałuje z innymi tylko poprzez zderzenia (normalne siły kontaktowe). Jedyną energią cząsteczek jest energia kinetyczna.
3 – wszystkie zderzenia cząsteczek ze ściankami pojemnika zawierającego gaz są doskonale elastyczne. Całkowita energia kinetyczna jest zachowana, ale prędkość każdej cząsteczki może się zmienić.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
4 – cząsteczki są nieskończenie małe. Większość objętości zajmowanej przez gaz to pusta przestrzeń.
W oparciu o te postulaty Boltzmann i Maxwell wykazują, że średnia energia kinetyczna wszystkich cząsteczek gazu doskonałego jest proporcjonalna do temperatury, zgodnie z wyrażeniem:
Gdzie k to stała Boltzmanna, a N to liczba cząsteczek. Wartość k można obliczyć ze stałej gazowej R i liczby Avogadro NTEN za
Otrzymane wyrażenie pokazuje, że temperatura jest proporcjonalna do średniej energii kinetycznej cząsteczek gazu doskonałego. Widzimy więc, że temperatura jest średnią stopnia mieszania cząsteczek w gazie. Korzystając z liczby moli mamy:
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. „Kinetyczna teoria gazów”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-cinetica-dos-gases.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.