Kinetyczno-molekularna teoria gazów

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Kinetyczno-molekularna teoria gazów — mikroskopowy model budowy gazów, umożliwiający makroskopowy opis ich właściwości przy założeniu bardzo dużej ilości atomów, cząsteczek lub jonów.

Założenia teorii[edytuj]

Teoria sformułowana jest przy pewnych założeniach:

  • wszystkie ciała składają się z cząstek, których rozmiary można pominąć (epozja)
  • cząstki znajdują się w nieprzerwanym, chaotycznym ruchu
  • cząstki oddziałują na siebie poprzez zderzenia sprężyste, a między zderzeniami poruszają się zgodnie z zasadami dynamiki Newtona

Założenia te są w przybliżeniu spełnione dla gazów przy niezbyt wysokich ciśnieniach w niezbyt niskich temperaturach.

Podstawowe równanie teorii[edytuj]

Podstawowym równaniem teorii kinetycznej gazów jest wzór, który pozwala powiązać parametry poszczególnych cząsteczek z parametrami makroskopowymi gazu, takimi jak: ciśnienie, objętość, temperatura. Ma ono postać

gdzie:

– średnia energia kinetyczna cząsteczki,
kstała Boltzmanna,
i – liczba stopni swobody cząsteczki.

Równanie średniej kwadratowej prędkości cząsteczki[edytuj]

Równanie średniej kwadratowej prędkości cząsteczki wynika bezpośrednio z podstawowego równania kinetyczno-molekularnej teorii gazów dla jednego mola gazu doskonałego (cząsteczka ma trzy stopnie swobody):

,

jest masą cząsteczki a średnim kwadratem jej prędkości.

Stąd

lub, używając masy molowej gazu zamiast masy pojedynczej cząsteczki (, to stała Avogadra),

jest stałą gazową.