Energia cinètica mitjana del gas
A més de la pressió, una de les magnituds que indica les propietats macroscòpiques del gas és la temperatura (T). L'equació de la pressió del gas que s'ha derivat en el tema de la Teoria Cinètica dels Gasos s'escriu de nou:
L'equació de la llei dels gasos ideals que s'ha derivat en el tema de la llei dels gasos ideals s'escriu de nou:
PV = NkT → Equació b
Considereu l'equació a i l'equació b. Els costats esquerre són iguals, mentre que els costats dret són gairebé iguals. Com que els costats esquerre són iguals, les dues equacions es poden combinar:
Si multipliquem els costats esquerre i dret per 3/2, aquesta equació canviarà la seva forma a:
La temperatura és directament proporcional a l'energia cinètica de translació mitjana de les molècules de gas. Com més alta sigui la temperatura, més gran serà l'energia cinètica de translació mitjana, i a l'inrevés, com més baixa sigui la temperatura, més petita serà l'energia cinètica de translació mitjana. Podem concloure que la temperatura és una mesura de l'energia cinètica de translació mitjana de les molècules.
L'equació de la temperatura absoluta vs energia cinètica translacional 2 es pot escriure d'una forma diferent:
En primer lloc, l'energia cinètica de translació és l'energia cinètica que posseeix un objecte o molècula que experimenta un moviment de translació. El moviment de translació pot ser lineal, oblic o parabòlic. La seva contrapart és l'energia cinètica de rotació. L'energia cinètica de rotació és l'energia cinètica que posseeix un objecte o molècula que experimenta un moviment de rotació.
En segon lloc, l'energia cinètica translacional mitjana de l'equació anterior només s'aplica als gasos monoatòmics. Exemples de gasos monoatòmics són He (heli), Ar (argó), etc. A més dels gasos monoatòmics, també hi ha gasos diatòmics. Exemples de gasos diatòmics són O2 ( oxigen), N2 ( nitrogen), CO (monòxid de carboni), etc. També hi ha gasos poliatòmics. Per exemple, CO2 ( diòxid de carboni), etc. Els gasos monoatòmics consten d'un sol àtom, els gasos diatòmics consten de dos àtoms i els gasos poliatòmics consten de molts àtoms.
En tercer lloc , la temperatura absoluta s'ha d'expressar en l'escala K (K). Si la temperatura encara es troba en l'escala Celsius ( ° C), primer convertiu-la a l'escala Kelvin (K).
En quart lloc, l'equació 1 i l'equació 2 anteriors no només s'apliquen a substàncies gasoses, sinó que també s'apliquen a líquids i substàncies gasoses.
Exemple de problemes:
Quina és l'energia cinètica de translació mitjana de les molècules d'un gas a 40 ° C?
Discussió
