Prosječna kinetička energija plina
Pored pritiska, jedna od veličina koja ukazuje na makroskopska svojstva gasa je temperatura (T). Jednačina pritiska gasa koja je izvedena u okviru teme Kinetička teorija gasova ponovo se piše:
Jednačina zakona idealnog gasa koja je izvedena u temi Zakona idealnog gasa ponovo se piše:
PV = NkT → Jednačina b
Razmotrimo jednačinu a i jednačinu b. Lijeve strane su jednake, dok su desne strane gotovo jednake. Pošto su lijeve strane jednake, dvije jednačine se mogu kombinovati:
Ako pomnožimo lijevu i desnu stranu sa 3/2, tada će ova jednačina promijeniti svoj oblik u:
Temperatura je direktno proporcionalna prosječnoj translacionoj kinetičkoj energiji molekula gasa. Što je temperatura viša, to je prosječna translaciona kinetička energija veća, i obrnuto, što je temperatura niža, to je prosječna translaciona kinetička energija manja. Možemo zaključiti da je temperatura mjera prosječne translacione kinetičke energije molekula.
Jednačina apsolutne temperature u odnosu na translacionu kinetičku energiju 2 može se napisati u drugačijem obliku:
Prvo, translaciona kinetička energija je kinetička energija koju posjeduje objekat ili molekula koja se kreće u translacionom smjeru. Translaciono kretanje može biti linearno, koso ili parabolično. Njen pandan je rotacijska kinetička energija. Rotaciona kinetička energija je kinetička energija koju posjeduje objekat ili molekula koja se kreće u rotacionom smjeru.
Drugo, prosječna translaciona kinetička energija u gornjoj jednačini primjenjuje se samo na monatomske gasove. Primjeri monatomskih gasova su He (helijum), Ar (argon) itd. Pored monatomskih gasova, postoje i dvoatomski gasovi. Primjeri dvoatomskih gasova su O2 ( kiseonik), N2 (azot), CO (ugljen-monoksid) itd. Postoje i poliatomski gasovi. Na primjer, CO2 ( ugljen-dioksid) itd. Monatomski gasovi se sastoje od samo jednog atoma, dvoatomski gasovi se sastoje od dva atoma, a poliatomski gasovi se sastoje od mnogo atoma.
Treće , apsolutna temperatura mora biti izražena u Kelvinovim stepenima (K). Ako je temperatura i dalje u Celzijusovim stepenima ( ° C), prvo je pretvorite u Kelvinove stepene (K).
Četvrto, jednačina 1 i jednačina 2 iznad se ne primjenjuju samo na gasovite supstance, već i na tečnosti i gasovite supstance.
Primjer problema:
Kolika je prosječna translaciona kinetička energija molekula u gasu na 40 ° C?
Diskusija
