ในการศึกษาของ ก๊าซในอุดมคติ เราจะเห็นว่าก๊าซประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุล ซึ่งเคลื่อนที่ตามกฎของจลนศาสตร์ที่กำหนดขึ้น ในแก๊ส อนุภาคของมันมักจะอยู่ห่างกันมาก โดยมีช่องว่างระหว่างพวกมัน นอกจากนี้เรายังเห็นว่าลักษณะสำคัญของก๊าซก็คือมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคของพวกมันเท่านั้นเมื่อชนกัน
เกี่ยวกับกฎของแก๊สในอุดมคติ เราสามารถพูดได้ว่ามันแสดงให้เราเห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างความดัน ปริมาตร อุณหภูมิ และจำนวนโมล ความสัมพันธ์นี้ได้มาจากแบบจำลองอย่างง่ายสำหรับก๊าซ ซึ่งทำให้สามารถกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณมหภาคโดยอิงจากการศึกษาการเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุล ทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซมีพื้นฐานอยู่บนสมมติฐานสี่ประการ:
1 – ก๊าซเกิดจากโมเลกุลที่เคลื่อนไหวอย่างไม่เป็นระเบียบและถาวร แต่ละโมเลกุลจะมีความเร็วต่างกันไป
2 – โมเลกุลของแก๊สแต่ละโมเลกุลมีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลอื่นผ่านการชนเท่านั้น (แรงสัมผัสปกติ) พลังงานเดียวของโมเลกุลคือพลังงานจลน์
3 – การชนกันระหว่างโมเลกุลกับผนังของภาชนะที่บรรจุก๊าซนั้นยืดหยุ่นได้อย่างสมบูรณ์ พลังงานจลน์ทั้งหมดถูกอนุรักษ์ไว้ แต่ความเร็วของแต่ละโมเลกุลสามารถเปลี่ยนแปลงได้
4 – โมเลกุลมีขนาดเล็กมาก ปริมาตรที่ก๊าซครอบครองส่วนใหญ่เป็นพื้นที่ว่าง
ตามสมมติฐานเหล่านี้ Boltzmann และ Maxwell แสดงให้เห็นว่าพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลทั้งหมดของก๊าซในอุดมคตินั้นแปรผันตามอุณหภูมิตามนิพจน์:
โดยที่ k คือค่าคงที่ Boltzmann และ N คือจำนวนโมเลกุล ค่าของ k สามารถคำนวณได้จากค่าคงที่ของแก๊ส R และหมายเลข Avogadro NTHE ต่อ
นิพจน์ที่ได้รับแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิเป็นสัดส่วนกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติ ดังนั้นเราจึงเห็นว่าอุณหภูมิเป็นค่าเฉลี่ยของระดับความปั่นป่วนของโมเลกุลในก๊าซ โดยใช้จำนวนโมลเราได้:
โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/teoria-cinetica-dos-gases.htm
