Кінетычная тэорыя газаў

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Кінеты́чная тэо́рыя газаў тлумачыць тэрмадынамічныя ўласцівасці рэчываў у газападобным стане, зыходзячы з іх малекулярнай будовы і таго, што кожная малекула газу рухаецца па законах механікі. Яна прыдатная для цел, уласцівасці якіх адпавядаюць уласцівасцям ідэальных газаў.

Асноўныя палажэнні малекулярна-кінетычнай тэорыі[правіць | правіць зыходнік]

Малекулярна-кінэтычная тэорыя (скарочана МКТ) узнікла ў XIX стагоддзі і якая разглядае будову рэчыва, у асноўным газаў, з пункту гледжання трох асноўных набліжана верных палажэнняў:[1]

  1. Рэчыва мае дыскрэтную будову, г. зн. складаецца з мікраскапічных часціц часціц: атамаў, малекул і іонаў;
  2. Часціцы рэчыва знаходзяцца ў бесперапынным хаатычным руху (цеплавым);
  3. Часціцы рэчыва ўзаемадзейнічаюць паміж сабой шляхам абсалютна пругкіх сутыкненняў;

МКТ у свой час была адной з самых паспяховых фізічных тэорый і была пацверджана цэлым шэрагам вопытных фактаў. Асноўнымі доказамі палажэнняў МКТ сталі:

  1. Дыфузія;
  2. Броўнаўскі рух;
  3. Змяненне агрэгатных станаў рэчыва;

На аснове МКТ развіты цэлы шэраг раздзелаў сучаснай фізікі, у прыватнасці, фізічная кінетыка і статыстычная механіка. У гэтых раздзелах фізікі вывучаюцца не толькі малекулярныя (атамныя або іонныя) сістэмы, якія знаходзяцца не толькі ў «цеплавым» руху, і ўзаемадзейнічаюць не толькі праз абсалютна пругкія сутыкнення. Асноўнае ўраўненне МКТ звязвае макраскапічныя параметры (ціск, аб’ём, тэмпература) тэрмадынамічнай сістэмы з мікраскапічнымі (маса малекул, сярэдняя хуткасць іх руху).

Асноўнае ўраўненне кінетычнай тэорыі[правіць | правіць зыходнік]

Асноўнае ўраўне́нне кінетычнай тэорыі вызначае залежнасць ціску газу ад кінетычнай энергіі яго малекул. З гэтага ўраўнення вынікае, што тэмпература цела ёсць мера кінетычнай энергіі яго часціц.

дзе  — шчыльнасць газа;  — сярэднеквадратычная хуткасць руху яго малекул.

Вывад[правіць | правіць зыходнік]

Разгледзім ідэальны газ, які знаходзіцца ў зачыненым сасудзе, які мае форму паралелепіпеда са сценкамі плошчы , адлегласць між якімі складае .

Сутыкненні малекул са сценкамі з'яўляюцца пругкімі. Гэта значыць, што малекулы захоўваюць сваю хуткасць, яле змяняюць яе напрамак на супрацьлеглы (дакладней, змяняецца на супрацьлеглую велічыня праекцыі вектара хуткасці на напрамак нармалі да сценкі. Змяненне імпульса малекулы пры гэтым складае

дзе маса малекулы.

Сутыкненні малекулы са сценкай адбываюцца праз час

Адсюль вынікае, што сярэдняя сіла, з якой малекула ўздзейнічае на сценку, складае

Агульная сіла ўздзеяння газу на сценку складаецца з N складнікаў, дзе N — колькасць малекул у сасудзе.

дзе — сярэднеквадратычная хуткасць руху малекул па восі x.

Калі выразіць колькасць малекул праз іх канцэнтрацыю n (колькасць, аднесеную да аб'ёму), атрымаем

дзе V — аб'ём сасуда, шчыльнасць газу.

Паколькі ціск — гэта сіла, аднесеная да плошчы, то

Паколькі і, у той жа час, , то

Такім чынам,

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. Фізіка: вучэб. дапам. для 10-га кл. устаноў агул. сярэд. адукацыі з беларус. мовай навучання / А. У. Грамыка і інш.; пер. з рускай мовы М. Н. Гальпяровіча, Т. У. Данілавай, Г. І. Кашэўнікавай. — Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2013. — 272 с.: іл. ISBN 978-985-471-584-1

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Гиршфельд Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М., 1961. (руск.) 
  • Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей. Л., 1975. (руск.) 
  • Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. М., 1976. (руск.) 
  • Раманаў Г. С. Кінетычная тэорыя газаў // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 8: Канто — Кулі / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн.: БелЭн, 1999. ISBN 985-11-0144-3.