Osnovna jednadžba ICB i temperature mjerenja

procesa koji se zbivaju u statističkim sustavima učenja, minimalna veličina čestica je komplicirana i veliki broj njih. Obzir odvojeno svaka čestica je praktički nemoguće, no statistički uvođenje količine: prosječna brzina čestica, njegovoj koncentraciji, mase čestica. Formula karakteriziranje stanje sustava s mikroskopski parametara naziva temeljnu jednadžbu molekulske kinetičke teorije plinova (ICB).

Malo o prosječnoj brzini čestica

Određivanje brzine čestica provedena je po prvi put eksperimentalno. Poznato je iz eksperimenta kurikuluma provedenom Otto Shternom, dopušteno stvoriti sliku brzina čestica. Eksperiment istraživali kretanje srebro atoma u rotacionih cilindara: prvi stacionaran uređaj, a kada rotira u određenom kutnom brzinom.

Kao rezultat toga, utvrđeno je da je stopa srebra molekula prelazi brzinu zvuka i 500 m / s. Činjenica je vrlo zanimljivo, jer kao što je brzina čestica u tvarima osobi da se osjećaju teško.

savršeni plin

Za dalje proučavanje moguće samo u sustavu, parametri koji definiraju izravna mjerenja može biti pomoću fizičkih uređaja. Brzina se mjeri brzinomjer, ali ideja je priložiti brzinomjer za jedan čestica je apsurd. Izravno mjerenje samo makroskopski parametar koji se odnosi na gibanje čestica.

Razmislite tlak plina. Pritisak na stijenku posude je stvorio udari molekule plina prisutne u posudi. Osobitost plinovitom agregatnom stanju - prilično velike udaljenosti između malih čestica i njihovih interakcija s drugima. To omogućuje da se izravno mjeriti tlak.

Svaki sustav u interakciji tijela karakterizira potencijalne energije i kinetičke energije kretanja. Stvarni plin - složeni sustav. Varijabilnost potencijalne energije prkosi sistematizaciju. Problem se može riješiti uvođenjem modela, karakteristične osobine nosivog plina briše složenost interakcije.

Idealan plin - stanje materije u kojoj je interakcija čestica zanemarivo, je potencijalna energija interakcije teži nuli. To se može smatrati samo značajan kinetička energija, koja ovisi o brzini čestica.

Tlak idealnog plina

Utvrditi odnos između tlaka i brzine čestica plina omogućuje njegovu osnovnu jednadžbu MKT idealnog plina. Čestica se kreće u posudu, u sudaru sa zidom prenosi impuls čija vrijednost se može odrediti na temelju II Newtonov zakon:

• FΔt = 2m ₀ v _x

Promjena zamah čestice u elastičnom šok povezan s promjenom horizontalne komponente brzine. F - sila od čestica na zidu za kratkog vremena t; m ₀ - masa čestice.

Na površini S tijekom vremenskog At području okrenutom sve čestice plina kreće prema površini s brzina v _x i odvoze u volumenu cilindra Sυ _{je x} DT. Kada je koncentracija čestica n točno pol molekule pomiče u zidu, i drugi dio - u suprotnom smjeru.

Nakon razmatranja sudara čestica, možemo napisati Newtonov zakon za sile na platformi:

• FΔt = ₀ nm v _x ² SΔt

Budući da je tlak plina je definirana kao omjer sile koja djeluje okomito na površinu, posljednji područje može se napisati:

• p = F: S = ₀ nm v _x ²

Ovaj odnos jednadžba kao osnovni ICB može opisati cjelokupni sustav, npr. K. gibanje samo u jednom smjeru.

Maxwell distribucije

Trajne česte sudara čestica plina sa zidovima i drugog dovode do uspostavljanja određenog statističku raspodjelu brzina čestice (energije). Smjer vektora brzine jednako vjerojatno. Takva raspodjela je pozvao distribucija Maxwell. 1860., taj uzorak je izvedena pod J. Maxwell ICB. Glavni parametri prava distribucije se zove brzina: vjerojatno odgovara najvećoj vrijednosti krivulje i srednje kvadratnom _q v = √ 2> - srednja kvadratna brzina čestica.

Porast temperature plina odgovara povećati brzina vrijednosti.

Temelji se na činjenici da su sve brzine su jednake, a njihovi moduli imaju isto značenje, može se smatrati:

• ^'V2> = x ^2> + y ^2> + z ^2> gdje: x ^2> = 2> 3

Osnovna jednadžba MKT s prosječne vrijednosti tlaka plina ima oblik:

• p = ₀ nm 2> 3.

Ovaj odnos je jedinstven po tome što definira odnos između mikroskopskih parametara: brzina, masa pritiska čestica, gustoća čestica i plina u cjelini.

Korištenje koncepta kinetičke energije čestica, osnovna jednadžba MKT može napisati:

• p = 2 nM ₀ 2> 6 = 2n k> 3

Pritisak plina proporcionalna je srednjoj vrijednosti kinetičke energije svojih čestica.

temperatura

Zanimljivo, u konstantnom količinom plina u zatvorenoj posudi se može spojiti tlak plina i srednja vrijednost čestica kinetičke energije. naznačen time, da se mjerenje tlaka može se provesti mjerenjem energiju čestica.

Kako ući? Ono što se može usporediti s količinom kinetičke energije? Ova količina je temperatura.

Temperatura - mjera toplinsko stanje tvari. Za njegovo mjerenje koristiti termometar, na temelju akcija koje se stavi na termičko rastezanje radnog fluida (alkohol, živa) uz zagrijavanje. Ljestvica termometru osnovana eksperimentalno. Obično se daju oznake odgovara položaju radnog fluida na određenim fizičkim procesa koji se odvijaju tijekom toplinske nepromijenjenom stanju (kipuće vode, otapanje leda). Razne termometri imaju različite skale. Na primjer, u mjerilu Celzijusa, Fahrenheita.

Univerzalni temperaturno područje

Više zanimljivo u pogledu neovisnosti radna svojstva tijela može se smatrati termometrom plina. Njihov raspon ne ovisi o vrsti plina koji se koristi. U takav uređaj može razlikovati hipotetski temperaturu pri kojoj se plin teži nuli tlakom. Izračuni pokazuju da je ova vrijednost odgovara -273.15 ° ^C raspon temperatura (temperatura apsolutnom mjerilu ili Kelvina) uvedena je 1848. godine. Za glavne točke ove ljestvice je 0. tlaka plina moguće temperature. interval jedinica skala jednak jedinici vrijednost C. Snimanje osnovna jednadžba pomoću ILC temperature je više prikladan za proučavanje procesa plinova.

Tlak Komunikacija i temperatura

Empirijski može osigurati tlak plina je proporcionalna njegovoj temperaturi. Istovremeno su otkrili da je tlak izravno je proporcionalna koncentraciji čestica:

• P = NKT,

gdje T - apsolutna temperatura, k-konstanta jednaka 1,38 • 10 ^-23 J / K.

Temeljna vrijednost imaju stalnu vrijednost za sve plinove, pod nazivom Boltzmannova konstanta.

Uspoređujući tlaka ovisnost temperature ICB i plina osnovna jednadžba se može zapisati:

• na> = 3kT 2

Srednja vrijednost kinetičke energije kretanja molekula plina proporcionalna njegovoj temperaturi. To je, temperatura je mjera kinetičke energije gibanja čestica.