Mlinganyo wa msingi wa MKT. Joto kama kipimo cha wastani nishati ya kinetic harakati ya machafuko ya molekuli.

Kwa nini gesi hutoa shinikizo? Molekuli za gesi zinaendelea kusonga kwa fujo, hugongana na kuta za chombo na kuhamisha kasi yao ya p=m kwao. v Shinikizo ni jumla ya msukumo unaohamishwa na molekuli ya 1 sq. m ya ukuta kwa 1s.

Usawa wa joto - hii ni hali ya mfumo wa miili katika mawasiliano ya joto ambayo hakuna uhamisho wa joto kutoka kwa mwili mmoja hadi mwingine, na vigezo vyote vya macroscopic vya miili hubakia bila kubadilika. Joto ni kigezo cha kimwili sawa kwa miili yote katika usawa wa joto. Uwezekano wa kuanzisha dhana ya joto hufuata kutokana na uzoefu na inaitwa sheria ya sifuri ya thermodynamics. Katika mfumo wa miili katika hali ya usawa wa thermodynamic, kiasi na shinikizo zinaweza kuwa tofauti, lakini hali ya joto lazima iwe sawa. Kwa hivyo, hali ya joto ina sifa ya hali ya usawa wa thermodynamic ya mfumo wa pekee wa miili.

Halijoto T, shinikizo R na kiasiV – wingi wa macroscopic, inayoonyesha hali ya idadi kubwa ya molekuli, i.e. hali ya gesi kwa ujumla Vipimajoto vya gesi. Ili kurekebisha kipimajoto cha kiasi cha gesi, unaweza kupima shinikizo kwa viwango viwili vya joto (kwa mfano, 0 ° C na 100 ° C), panga pointi p 0 na p 100 kwenye grafu, na kisha chora mstari wa moja kwa moja kati yao. . Kwa kutumia curve ya calibration iliyopatikana hivyo, halijoto inayolingana na viwango vingine vya shinikizo inaweza kuamuliwa.

Kwa kuongeza grafu kwa eneo la shinikizo la chini, inawezekana kuamua joto fulani la "dhahania", ambapo shinikizo la gesi litakuwa sifuri. Uzoefu unaonyesha kuwa halijoto hii ni -273.15 °C na haitegemei mali ya gesi. Mwanafizikia wa Kiingereza W. Kelvin (Thomson) mwaka wa 1848 alipendekeza kutumia hatua ya shinikizo la gesi sifuri ili kujenga kiwango kipya cha joto (kipimo cha Kelvin). Katika kiwango hiki, kitengo cha joto ni sawa na katika kiwango cha Celsius, lakini hatua ya sifuri inabadilishwa:T= t +273.15. Gesi bora ni gesi inayojumuisha molekuli za spherical za saizi ndogo zinazopotea ambazo huingiliana na kuta tu wakati wa mgongano wa elastic. Gesi bora (mfano) 1. Weka idadi kubwa molekuli za molekuli m0, ukubwa wa molekuli hupuuzwa (molekuli huchukuliwa kama pointi za nyenzo) 2. Molekuli ziko kwa umbali mkubwa kutoka kwa kila mmoja na huenda kwa machafuko. 3. Molekuli huingiliana kulingana na sheria za migongano ya elastic; nguvu za mvuto kati ya molekuli zimepuuzwa. 4. Kasi ya molekuli hutofautiana, lakini kwa joto fulani kasi ya wastani ya molekuli inabaki mara kwa mara. Gesi halisi 1. Molekuli za gesi halisi sio miundo ya ncha; vipenyo vya molekuli ni makumi ya nyakati. umbali mdogo kati ya molekuli. 2. Molekuli haziingiliani kulingana na sheria za migongano ya elastic

Inawakilisha nishati ambayo imedhamiriwa na kasi ya harakati ya pointi mbalimbali za mfumo huu. Katika kesi hii, mtu anapaswa kutofautisha kati ya nishati ambayo ina sifa ya mwendo wa kutafsiri na mwendo wa mzunguko. Zaidi ya hayo, nishati ya kinetic ya wastani ni tofauti ya wastani kati ya nishati ya jumla ya mfumo mzima na nishati yake ya kupumzika, yaani, kwa asili, thamani yake ni thamani ya wastani ya nishati inayowezekana.

Thamani yake ya kimwili imedhamiriwa na formula 3 / 2 kT, ambayo inaonyesha: T - joto, k - Boltzmann mara kwa mara. Thamani hii inaweza kutumika kama aina ya kigezo cha kulinganisha (kiwango) cha nishati zilizomo aina mbalimbali harakati za joto. Kwa mfano, wastani wa nishati ya kinetic kwa molekuli za gesi katika utafiti harakati za mbele, ni sawa na 17 (- 10) nJ kwa joto la gesi la 500 C. Kama sheria, nishati kubwa zaidi wakati wa mwendo wa kutafsiri, elektroni zina, lakini nishati ya atomi za neutral na ions ni kidogo sana.

Thamani hii, ikiwa tunazingatia ufumbuzi wowote, gesi au kioevu kwenye joto fulani, ina thamani ya mara kwa mara. Taarifa hii pia ni kweli kwa ufumbuzi wa colloidal.

Hali ni tofauti na yabisi. Katika dutu hizi, wastani wa nishati ya kinetic ya chembe yoyote ni ndogo sana kushinda nguvu za mvuto wa Masi, na kwa hivyo inaweza tu kuzunguka sehemu fulani, ambayo kwa masharti hurekebisha msimamo fulani wa usawa wa chembe kwa muda mrefu. Mali hii inaruhusu imara kuwa na utulivu wa kutosha katika umbo na kiasi.

Ikiwa tunazingatia masharti: mwendo wa kutafsiri na gesi bora, basi hapa wastani wa nishati ya kinetic sio kiasi kinachotegemea uzito wa Masi, na kwa hiyo inafafanuliwa kama thamani inayolingana moja kwa moja na joto kamili.

Tumetoa hukumu hizi zote kwa lengo la kuonyesha kuwa ni sahihi kwa aina zote majimbo ya kujumlisha dutu - katika yoyote yao, hali ya joto hufanya kama tabia kuu, inayoonyesha mienendo na ukubwa wa harakati ya joto ya vipengele. Na hii ndiyo kiini cha nadharia ya kinetic ya molekuli na maudhui ya dhana ya usawa wa joto.

Kama inavyojulikana, ikiwa miili miwili ya mwili itaingiliana, basi mchakato wa kubadilishana joto hufanyika kati yao. Ikiwa mwili ni mfumo uliofungwa, ambayo ni, hauingiliani na miili yoyote, basi mchakato wake wa kubadilishana joto utaendelea kwa muda mrefu kama inachukua kusawazisha joto la mwili huu na. mazingira. Hali hii inaitwa usawa wa thermodynamic. Hitimisho hili limethibitishwa mara kwa mara na matokeo ya majaribio. Kuamua wastani wa nishati ya kinetic, mtu anapaswa kutaja sifa za joto la mwili uliopewa na mali yake ya uhamisho wa joto.

Pia ni muhimu kuzingatia kwamba microprocesses ndani ya miili haimalizi wakati mwili unapoingia kwenye usawa wa thermodynamic. Katika hali hii, molekuli huhamia ndani ya miili, kubadilisha kasi yao, athari na migongano. Kwa hiyo, moja tu ya kauli zetu kadhaa ni kweli - kiasi cha mwili, shinikizo (ikiwa tunazungumzia kuhusu gesi), inaweza kutofautiana, lakini hali ya joto bado itabaki mara kwa mara. Hii kwa mara nyingine inathibitisha taarifa kwamba wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto katika mifumo iliyotengwa imedhamiriwa pekee na kiashiria cha joto.

Mtindo huu ulianzishwa wakati wa majaribio na J. Charles mwaka wa 1787. Wakati wa kufanya majaribio, aliona kwamba wakati miili (gesi) inapokanzwa kwa kiasi sawa, shinikizo lao hubadilika kwa mujibu wa sheria ya uwiano wa moja kwa moja. Uchunguzi huu ulifanya iwezekane kuunda vyombo na vitu vingi muhimu, haswa kipimajoto cha gesi.

Ili kulinganisha mlinganyo wa hali ya gesi bora na mlingano wa kimsingi wa nadharia ya kinetiki ya molekuli, hebu tuandike kwa njia thabiti zaidi.

Kutoka kwa mahusiano haya ni wazi kwamba:

(1.48)

kiasi kinachoitwa mara kwa mara Boltzmann- mgawo kuruhusu nishati harakati molekuli(wastani, bila shaka) kujieleza V vitengo joto, na sio tu ndani joules, kama mpaka sasa.

Kama ilivyotajwa tayari, "eleza" katika fizikia inamaanisha kuanzisha uhusiano kati ya jambo jipya, in kwa kesi hii- mafuta, na tayari alisoma - harakati mitambo. Hii ni maelezo ya matukio ya joto. Ni kwa kusudi la kupata maelezo kama haya kwamba sayansi nzima sasa imetengenezwa - takwimufizikia. Neno "takwimu" linamaanisha kuwa vitu vya utafiti ni matukio ambayo chembe nyingi zenye sifa za nasibu (kwa kila chembe) zinahusika. Utafiti wa vitu kama hivyo katika idadi ya watu - watu, idadi ya watu - ndio mada ya takwimu.

Ni fizikia ya takwimu ambayo ndio msingi wa kemia kama sayansi, na sio kama kwenye kitabu cha upishi - "mimina hii na ile, utapata kile unachohitaji!" Kwa nini itafanya kazi? Jibu ni katika mali (mali za takwimu) za molekuli.

Kumbuka kwamba, bila shaka, inawezekana kutumia uhusiano uliopatikana kati ya nishati ya mwendo wa Masi na joto la gesi katika mwelekeo mwingine ili kutambua mali ya mwendo wa molekuli yenyewe, na mali ya gesi kwa ujumla. Kwa mfano, ni wazi kwamba molekuli ndani ya gesi zina nishati:

(1.50)

Nishati hii inaitwa - ndani.Nishati ya ndani daima kuna! Hata wakati mwili umepumzika na hauingiliani na miili mingine yoyote, ina nishati ya ndani.

Ikiwa molekuli sio "mpira wa pande zote", lakini ni "dumbbell" (molekuli ya diatomiki), basi nishati ya kinetic ni jumla ya nishati ya mwendo wa kutafsiri (mwendo wa tafsiri pekee ndio umezingatiwa hadi sasa) na mwendo wa mzunguko ( mchele. 1.18 ).

Mchele. 1.18. Mzunguko wa molekuli

Mzunguko wa kiholela unaweza kuzingatiwa kama mzunguko unaofuatana kwanza kuzunguka mhimili x, na kisha kuzunguka mhimili z.

Hifadhi ya nishati ya harakati hiyo haipaswi kutofautiana kwa njia yoyote kutoka kwa hifadhi ya harakati kwa mstari wa moja kwa moja. Molekuli "haijui" ikiwa inaruka au inazunguka. Kisha katika fomula zote ni muhimu kuweka nambari "tano" badala ya nambari "tatu".

(1.51)

Gesi kama vile nitrojeni, oksijeni, hewa, n.k. lazima zizingatiwe kwa kutumia fomula za hivi punde.

Kwa ujumla, ikiwa kwa fixation kali ya molekuli katika nafasi ni muhimu i nambari (wanasema " digrii za uhuru"), Hiyo

(1.52)

Kama wanasema, "kwenye sakafu kT kwa kila kiwango cha uhuru."

1.9. Solute kama gesi bora

Mawazo bora ya gesi hupata maombi ya kuvutia katika kuelezea shinikizo la osmotic, inayotokana na suluhisho.

Acha kuwe na chembe za dutu nyingine iliyoyeyushwa kati ya molekuli za kutengenezea. Kama inavyojulikana, chembe za solute huwa na kuchukua kiasi kizima kinachopatikana. Solute hupanuka kwa njia ile ile kama inavyopanukagesi,kuchukua nafasi iliyotolewa kwake.

Kama vile gesi inavyoweka shinikizo kwenye kuta za chombo, solute hutoa shinikizo kwenye mpaka unaotenganisha suluhisho kutoka kwa kutengenezea safi. Shinikizo hili la ziada linaitwa shinikizo la osmotic. Shinikizo hili linaweza kuzingatiwa ikiwa suluhisho linatenganishwa na kutengenezea safi kizigeu cha nusu-tight, ambayo kutengenezea hupita kwa urahisi, lakini solute haifanyi ( mchele. 1.19 ).

Mchele. 1.19. Kuibuka kwa shinikizo la osmotic katika compartment na dutu iliyoyeyushwa

Chembe za solute huwa na kusukuma septamu kando, na ikiwa septum ni laini, hupuka. Ikiwa kizigeu kimewekwa kwa ukali, basi kiwango cha kioevu kinabadilika, kiwango suluhisho katika chumba na dutu iliyoyeyushwa huongezeka (tazama. mchele. 1.19 ).

Kuinua kiwango cha suluhisho h itaendelea hadi kusababisha shinikizo la hidrostaticρ gh(ρ ni msongamano wa suluhisho) haitakuwa sawa na shinikizo la osmotic. Kuna kufanana kamili kati ya molekuli za gesi na molekuli za solute. Wote wawili wako mbali na kila mmoja, na wote wawili hutembea kwa machafuko. Bila shaka, kati ya molekuli ya dutu iliyoharibika kuna kutengenezea, na kati ya molekuli ya gesi hakuna kitu (utupu), lakini hii sio muhimu. Hakuna ombwe lililotumika wakati wa kutoa sheria! Inafuata hiyo chembe za solutekatika suluhisho dhaifu hutenda sawa na molekuli bora za gesi. Kwa maneno mengine, shinikizo la osmotiki linalotolewa na solute,sawa na shinikizo ambalo dutu hiyo hiyo ingetoa katika gesihali kwa kiasi sawa na kwa joto sawa. Kisha tunapata hiyo shinikizo la osmoticπ sawia na joto na mkusanyiko wa suluhisho(idadi ya chembe n kwa kiasi cha kitengo).

(1.53)

Sheria hii inaitwa sheria ya Hoff, fomula ( 1.53 ) -fomula ya Hoff.

Usawa kamili wa sheria ya van't Hoff na mlinganyo wa Clapeyron–Mendeleev wa gesi bora ni dhahiri.

Shinikizo la Osmotic, bila shaka, haitegemei aina ya semipermeable septum au aina ya kutengenezea. Yoyote Suluhisho zilizo na mkusanyiko sawa wa molar hutoa shinikizo sawa la kiosmotiki.

Kufanana kwa tabia ya solute na gesi bora ni kwa sababu ya ukweli kwamba katika suluhisho la dilute chembe za solute haziingiliani, kama vile molekuli za gesi bora haziingiliani.

Ukubwa wa shinikizo la osmotic mara nyingi ni muhimu sana. Kwa mfano, ikiwa lita moja ya suluhisho ina mole 1 ya solute, basi fomula ya Hoff katika joto la chumba tunaπ ≈ 24 atm.

Ikiwa solute hutengana katika ioni (hutenganisha) wakati wa kufutwa, basi kulingana na fomula ya van't Hoff.

π V = NkT(1.54)

inawezekana kuamua idadi ya jumla N chembe zinazotokana - ioni za ishara zote mbili na chembe zisizo na upande (zisizotenganishwa). Na kwa hivyo unaweza kujua shahada kutengana vitu. Ioni zinaweza kutatuliwa, lakini hali hii haiathiri uhalali wa fomula ya Van't Hoff.

Njia ya Van't Hoff mara nyingi hutumiwa katika kemia kwa uamuzi wa molekuliwingi wa protini na polima. Ili kufanya hivyo, kwa kutengenezea kiasi V ongeza m gramu ya dutu ya mtihani, pima shinikizo π. Kutoka kwa formula

(1.55)

kupata molekuli ya molekuli.

Wakati joto kamili la gesi bora linapungua kwa mara 1.5, wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli.

1) itaongezeka kwa mara 1.5

2) itapungua kwa mara 1.5

3) itapungua kwa mara 2.25

4) haitabadilika

Suluhisho.

Wakati joto kamili linapungua kwa mara 1.5, wastani wa nishati ya kinetic pia itapungua kwa mara 1.5.

Jibu sahihi: 2.

Jibu: 2

Wakati joto kamili la gesi bora linapungua kwa mara 4, wastani wa kasi ya mraba ya mwendo wa joto wa molekuli zake.

1) itapungua kwa mara 16

2) itapungua kwa mara 2

3) itapungua kwa mara 4

4) haitabadilika

Suluhisho.

Joto kamili la gesi bora ni sawia na mraba wa kasi ya wastani ya mraba: Kwa hivyo, wakati joto kabisa linapungua kwa mara 4, wastani wa kasi ya mraba ya molekuli zake itapungua kwa mara 2.

Jibu sahihi: 2.

Vladimir Pokidov (Moscow) 21.05.2013 16:37

Tulitumiwa fomula nzuri kama vile E = 3/2kT. Wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa joto wa molekuli za gesi bora hulingana moja kwa moja na halijoto yake, halijoto inapobadilika, ndivyo wastani wa nishati ya kinetiki ya thermal. mwendo wa molekuli.

Alexei

Habari za mchana

Hiyo ni kweli, kwa kweli, joto na wastani wa nishati ya mwendo wa joto ni moja na sawa. Lakini katika tatizo hili tunaulizwa kuhusu kasi, si kuhusu nishati

Wakati joto kamili la gesi bora linapoongezeka kwa mara 2, wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli.

1) haitabadilika

2) itaongezeka mara 4

3) itapungua kwa mara 2

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Nishati ya wastani ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli za gesi bora ni sawia moja kwa moja na halijoto kamili, kwa mfano, kwa gesi ya monatomiki:

Wakati halijoto kamili inapoongezeka kwa mara 2, wastani wa nishati ya kinetiki pia itaongezeka kwa mara 2.

Jibu sahihi: 4.

Jibu: 4

Wakati joto kamili la gesi bora linapungua kwa mara 2, wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli.

1) haitabadilika

2) itapungua kwa mara 4

3) itapungua kwa mara 2

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa joto wa molekuli za gesi bora ni sawia moja kwa moja na halijoto kamili:

Wakati joto kamili linapungua kwa mara 2, wastani wa nishati ya kinetic pia itapungua kwa mara 2.

Jibu sahihi: 3.

Jibu: 3

Wakati mzizi unamaanisha kasi ya mraba ya mwendo wa joto wa molekuli huongezeka kwa mara 2, wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli.

1) haitabadilika

2) itaongezeka mara 4

3) itapungua kwa mara 4

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Kwa hivyo, ongezeko la wastani wa kasi ya mraba ya mwendo wa joto kwa mara 2 itasababisha kuongezeka kwa wastani wa nishati ya kinetic kwa mara 4.

Jibu sahihi: 2.

Jibu: 2

Alexey (St. Petersburg)

Habari za mchana

Fomula zote mbili zinashikilia. Njia iliyotumika katika suluhisho (usawa wa kwanza) ni rahisi nukuu ya hisabati uamuzi wa wastani wa nishati ya kinetic: kwamba unahitaji kuchukua molekuli zote, kuhesabu nguvu zao za kinetic, na kisha kuchukua wastani wa hesabu. Usawa wa pili (unaofanana) katika fomula hii ni ufafanuzi tu wa maana ya mzizi wa kasi ya mraba ni nini.

Fomula yako kwa kweli ni mbaya zaidi, inaonyesha kuwa nishati ya wastani ya mwendo wa joto inaweza kutumika kama kipimo cha halijoto.

Wakati mzizi unamaanisha kasi ya mraba ya mwendo wa joto wa molekuli inapungua kwa mara 2, wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli.

1) haitabadilika

2) itaongezeka mara 4

3) itapungua kwa mara 4

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Nishati ya wastani ya kinetiki ya mwendo wa joto wa molekuli ni sawia na mraba wa kasi ya mraba ya wastani wa mwendo wa joto wa molekuli:

Kwa hivyo, kupungua kwa kasi ya mzizi inamaanisha mraba wa mwendo wa joto kwa mara 2 itasababisha kupungua kwa wastani wa nishati ya kinetic kwa mara 4.

Jibu sahihi: 3.

Jibu: 3

Wakati wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli huongezeka kwa mara 4, mzizi wao unamaanisha kasi ya mraba.

1) itapungua kwa mara 4

2) itaongezeka mara 4

3) itapungua kwa mara 2

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Kwa hivyo, pamoja na ongezeko la wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli kwa mara 4, kasi ya mizizi yao ya mraba itaongezeka kwa mara 2.

Jibu sahihi: 4.

Jibu: 4

Alexey (St. Petersburg)

Habari za mchana

Ishara ni usawa sawa, ambayo ni, usawa ambao huridhika kila wakati; kwa kweli, wakati ishara kama hiyo inaonekana, hii inamaanisha kuwa idadi ni sawa kwa ufafanuzi.

Yana Firsova (Gelendzhik) 25.05.2012 23:33

Yuri Shoitov (Kursk) 10.10.2012 10:00

Habari, Alexey!

Kuna hitilafu katika suluhisho lako ambayo haiathiri jibu. Kwa nini ulihitaji kuzungumza juu ya mraba wa thamani ya wastani ya moduli ya kasi katika suluhisho lako? Hakuna neno kama hilo katika mgawo. Zaidi ya hayo, sio sawa kabisa na mzizi maana thamani ya mraba, lakini sawia tu. Kwa hivyo utambulisho wako ni wa uwongo.

Yuri Shoitov (Kursk) 10.10.2012 22:00

Jioni njema, Alexey!

Ikiwa ni hivyo, ni utani gani ambao unaashiria idadi sawa tofauti katika fomula moja?! Labda kuifanya iwe ya kisayansi zaidi. Niniamini, kwa njia yetu ya kufundisha fizikia, hii "nzuri" inatosha bila wewe.

Alexey (St. Petersburg)

Sielewi tu ni nini kinakusumbua. Nimeandika kwamba mraba wa mzizi unamaanisha kasi ya mraba, kwa ufafanuzi, ni thamani ya wastani ya mraba wa kasi. B ni sehemu tu ya uteuzi wa kasi ya mraba ya maana ya mzizi, na b ni utaratibu wa wastani.

Wakati wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli inapungua kwa mara 4, mzizi wao unamaanisha kasi ya mraba.

1) itapungua kwa mara 4

2) itaongezeka mara 4

3) itapungua kwa mara 2

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa joto wa molekuli ni sawia na mraba wa kasi ya mraba ya maana ya mzizi:

Kwa hivyo, wakati wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli inapungua kwa mara 4, mzizi wao wa maana ya kasi ya mraba itapungua kwa mara 2.

Jibu sahihi: 3.

Jibu: 3

Wakati halijoto kamili ya gesi bora ya monatomiki inapoongezeka kwa mara 2, wastani wa kasi ya mraba ya mwendo wa joto wa molekuli.

1) itapungua kwa sababu

2) itaongezeka kwa nyakati

3) itapungua kwa mara 2

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Halijoto kamili ya gesi bora ya monatomiki inalingana na mraba wa kasi ya mraba ya wastani wa mwendo wa joto wa molekuli. Kweli:

Kwa hivyo, wakati halijoto kamili ya gesi bora inapoongezeka kwa mara 2, wastani wa kasi ya mraba ya mwendo wa joto wa molekuli itaongezeka kwa sababu fulani.

Jibu sahihi: 2.

Jibu: 2

Wakati joto kamili la gesi bora linapungua kwa mara 2, wastani wa kasi ya mraba ya mwendo wa joto wa molekuli.

1) itapungua kwa sababu

2) itaongezeka kwa nyakati

3) itapungua kwa mara 2

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Joto kamili la gesi bora ni sawia na mraba wa kasi ya mraba ya wastani ya mwendo wa joto wa molekuli. Kweli:

Kwa hiyo, wakati joto kamili la gesi bora linapungua kwa mara 2, wastani wa kasi ya mraba ya mwendo wa joto wa molekuli itapungua kwa sababu.

Jibu sahihi: 1.

Jibu: 1

Alexey (St. Petersburg)

Habari za mchana

Usichanganyikiwe thamani ya wastani ya mraba wa kasi si sawa na mraba wa kasi ya wastani, lakini kwa mraba wa mzizi unamaanisha kasi ya mraba. Kasi ya wastani ya molekuli ya gesi kwa ujumla ni sifuri.

Yuri Shoitov (Kursk) 11.10.2012 10:07

Wewe ndio unachanganya na sio mgeni.

Kwa yote fizikia ya shule herufi v bila mshale inaonyesha moduli ya kasi. Ikiwa kuna mstari juu ya barua hii, basi hii inaonyesha thamani ya wastani ya moduli ya kasi, ambayo imehesabiwa kutoka kwa usambazaji wa Maxwell, na ni sawa na 8RT/pi*mu. Mzizi wa mraba wa kasi ya wastani ya mraba ni 3RT/pi*mu. Kama unavyoona, hakuna usawa katika utambulisho wako.

Alexey (St. Petersburg)

Habari za mchana

Sijui hata niseme nini, labda ni swali la nukuu. Katika kitabu cha kiada cha Myakishev, kasi ya wastani ya mraba inaonyeshwa hivi; Sivukhin hutumia nukuu. Umezoeaje kuashiria thamani hii?

Igor (Nani anaihitaji, anajua) 01.02.2013 16:15

Kwa nini ulihesabu halijoto ya gesi bora kwa kutumia fomula ya nishati ya kinetiki? Baada ya yote, mzizi wa kasi ya mraba hupatikana kwa formula: http://reshuege.ru/formula/d5/d5e3acf50adcde572c26975a0d743de1.png = Mizizi ya (3kT/m0)

Alexey (St. Petersburg)

Habari za mchana

Ukiangalia kwa karibu, utaona kwamba ufafanuzi wako wa kasi ya mzizi maana ya mraba ni sawa na ile inayotumika kwenye suluhisho.

Kwa ufafanuzi, mraba wa kasi ya wastani ya mraba ni sawa na mraba wa wastani wa kasi, na ni kwa njia ya mwisho kwamba joto la gesi limeamua.

Wakati wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli hupungua kwa mara 2, joto kamili.

1) haitabadilika

2) itaongezeka mara 4

3) itapungua kwa mara 2

4) itaongezeka kwa mara 2

Suluhisho.

Wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa joto wa molekuli za gesi bora ni sawia moja kwa moja na halijoto kamili:

Kwa hivyo, wakati wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto hupungua kwa mara 2, joto kamili la gesi pia litapungua kwa mara 2.

Jibu sahihi: 3.

Jibu: 3

Kama matokeo ya kupokanzwa neon, joto la gesi hii liliongezeka mara 4. Nishati ya wastani ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli zake katika kesi hii

1) kuongezeka mara 4

2) kuongezeka kwa mara 2

3) ilipungua kwa mara 4

4) haijabadilika

Kwa hivyo, wakati neon inapokanzwa mara 4, wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa joto wa molekuli zake huongezeka mara 4.

Jibu sahihi: 1.

« Fizikia - daraja la 10"

Hali ya joto kabisa.

Badala ya halijoto Θ, inayoonyeshwa katika vitengo vya nishati, tunaanzisha halijoto, inayoonyeshwa kwa digrii tunazozifahamu.

Θ = kT, (9.12)

ambapo k ni mgawo wa uwiano.

> Halijoto inayoamuliwa na usawa (9.12) inaitwa kabisa.

Jina hili, kama tutakavyoona sasa, lina misingi ya kutosha. Kuzingatia ufafanuzi wa akaunti (9.12), tunapata

Fomula hii inatanguliza kiwango cha halijoto (katika digrii), bila ya dutu inayotumika kupima halijoto.

Halijoto iliyoamuliwa na fomula (9.13) ni wazi haiwezi kuwa hasi, kwa kuwa viwango vyote vilivyo upande wa kushoto wa fomula hii ni dhahiri chanya. Kwa hiyo, angalau maana inayowezekana joto T ni thamani T = 0 ikiwa shinikizo p au kiasi V ni sifuri.

Kikomo cha halijoto ambapo shinikizo la gesi bora hutoweka kwa kiwango kisichobadilika au ambapo ujazo wa gesi bora huelekea sifuri kwa shinikizo la mara kwa mara huitwa. joto la sifuri kabisa.

Hii ndiyo zaidi joto la chini kwa asili, "kiwango kikubwa zaidi au cha mwisho cha baridi", kuwepo kwa ambayo Lomonosov alitabiri.

Mwanasayansi wa Kiingereza W. Thomson (Lord Kelvin) (1824-1907) alianzisha kiwango cha joto kabisa. Joto la sifuri kwa kiwango kamili (pia huitwa Kelvin wadogo) inalingana na sifuri kabisa, na kila kitengo cha joto kwenye kipimo hiki ni sawa na digrii kwenye kipimo cha Celsius.

Kitengo cha SI cha joto kabisa kinaitwa kelvin(iliyoonyeshwa na herufi K).

Boltzmann mara kwa mara.

Hebu tubaini mgawo k katika fomula (9.13) ili mabadiliko ya halijoto kwa kelvin moja (1 K) yawe sawa na badiliko la halijoto kwa digrii moja Selsiasi (1 °C).

Tunajua thamani za Θ kwa 0 °C na 100 °C (angalia fomula (9.9) na (9.11)). Wacha tuonyeshe halijoto kamili ifikapo 0 °C kwa T 1, na ifikapo 100 °C kwa T 2. Kisha kulingana na formula (9.12)

Θ 100 - Θ 0 = k(T 2 -T 1),

Θ 100 - Θ 0 = k 100 K = (5.14 - 3.76) 10 -21 J.

Mgawo

k = 1.38 10 -23 J/K (9.14)

kuitwa Boltzmann mara kwa mara kwa heshima ya L. Boltzmann, mmoja wa waanzilishi wa nadharia ya kinetic ya molekuli ya gesi.

Halijoto isiyobadilika ya Boltzmann inahusisha halijoto Θ katika vitengo vya nishati na halijoto T katika kelvins.

Hii ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi katika nadharia ya kinetic ya molekuli.

Kujua mara kwa mara ya Boltzmann, unaweza kupata thamani ya sifuri kabisa kwenye mizani ya Celsius. Ili kufanya hivyo, kwanza tunapata thamani kamili ya joto inayolingana na 0 °C. Tangu saa 0 °C kT 1 = 3.76 10 -21 J, basi

Kelvin moja na digrii Celsius ni sawa. Kwa hivyo, thamani yoyote ya halijoto kamili T itakuwa digrii 273 juu kuliko joto linalolingana t Celsius:

T (K) = (f + 273) (°C). (9.15)

Mabadiliko katika halijoto kamili ΔT ni sawa na mabadiliko ya halijoto kwenye mizani ya Selsiasi Δt: ΔT(K) = Δt (°C).

Mchoro 9.5 unaonyesha mizani kamili na mizani ya Selsiasi kwa kulinganisha. Sufuri kabisa inalingana na halijoto t = -273 °C.

Nchini Marekani kipimo cha Fahrenheit kinatumika. Kiwango cha kuganda cha maji kwenye kipimo hiki ni 32 °F, na kiwango cha kuchemka ni 212 °E. Joto hubadilishwa kutoka kiwango cha Fahrenheit hadi kiwango cha Selsiasi kwa kutumia fomula t(°C) = 5/9 (t(°F). ) - 32).

Kumbuka ukweli muhimu zaidi: Halijoto ya sifuri kabisa haipatikani!

Joto ni kipimo cha wastani wa nishati ya kinetic ya molekuli.

Muhtasari muhimu zaidi unafuata kutoka kwa mlingano wa kimsingi wa nadharia ya kinetiki ya molekuli (9.8) na ufafanuzi wa halijoto (9.13):
joto kamili ni kipimo cha wastani wa nishati ya kinetic ya mwendo wa Masi.

Hebu tuthibitishe.

Kutoka kwa milinganyo (9.7) na (9.13) inafuata hivyo Hii inamaanisha uhusiano kati ya nishati ya wastani ya kinetiki ya mwendo wa kutafsiri wa molekuli na halijoto:

Wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa utafsiri wa machafuko wa molekuli za gesi ni sawia na halijoto kamili.

Kadiri joto lilivyo juu, ndivyo molekuli zinavyosonga. Hivyo, awali kuweka mbele nadhani kuhusu uhusiano kati ya joto na kasi ya wastani molekuli zilipata uhalali wa kuaminika. Uhusiano (9.16) kati ya halijoto na wastani wa nishati ya kinetiki ya mwendo wa tafsiri wa molekuli umeanzishwa kwa gesi bora.

Walakini, inageuka kuwa kweli kwa dutu yoyote ambayo harakati ya atomi au molekuli hutii sheria za mechanics ya Newton. Hii ni kweli kwa vinywaji na pia kwa yabisi, ambapo atomi zinaweza tu kuzunguka nafasi za usawa kwenye nodi za kimiani ya fuwele.

Halijoto inapokaribia sifuri kabisa, nishati ya mwendo wa joto wa molekuli inakaribia sifuri, yaani, mwendo wa kutafsiri huacha. harakati za joto molekuli.

Utegemezi wa shinikizo la gesi kwenye mkusanyiko wa molekuli zake na joto. Kwa kuzingatia kwamba kutoka kwa fomula (9.13) tunapata usemi unaoonyesha utegemezi wa shinikizo la gesi kwenye mkusanyiko wa molekuli na joto:

Kutoka kwa formula (9.17) inafuata kwamba kwa shinikizo na joto sawa, mkusanyiko wa molekuli katika gesi zote ni sawa.

Hii inafuata sheria ya Avogadro, unayoifahamu kutokana na kozi yako ya kemia.

Sheria ya Avogadro:

Kiasi sawa cha gesi kwa joto sawa na shinikizo zina nambari sawa molekuli.

Rudi