Průměrná kinetická energie plynu
Kromě tlaku je jednou z veličin, které udávají makroskopické vlastnosti plynu, teplota (T). Rovnice tlaku plynu, která byla odvozena v tématu Kinetická teorie plynů, se zapisuje znovu:
Rovnice zákona ideálního plynu, která byla odvozena v tématu Zákon ideálního plynu, se zapíše znovu:
PV = NkT → Rovnice b
Uvažujme rovnici a a rovnici b. Levé strany jsou si rovny, zatímco pravé strany jsou si téměř rovny. Protože levé strany jsou si rovny, lze obě rovnice sloučit:
Pokud vynásobíme levou a pravou stranu číslem 3/2, pak tato rovnice změní svůj tvar na:
Teplota je přímo úměrná průměrné translační kinetické energii molekul plynu. Čím vyšší je teplota, tím větší je průměrná translační kinetická energie, a naopak, čím nižší je teplota, tím menší je průměrná translační kinetická energie. Můžeme konstatovat, že teplota je měřítkem průměrné translační kinetické energie molekul.
Rovnici absolutní teploty vs. translační kinetické energie 2 lze zapsat v jiném tvaru:
Zaprvé, translační kinetická energie je kinetická energie, kterou má objekt nebo molekula provádějící translační pohyb. Translační pohyb může být lineární, šikmý nebo parabolický. Jeho protějškem je rotační kinetická energie. Rotační kinetická energie je kinetická energie, kterou má objekt nebo molekula provádějící rotační pohyb.
Za druhé, průměrná translační kinetická energie ve výše uvedené rovnici platí pouze pro monatomické plyny. Příklady monatomických plynů jsou He (helium), Ar (argon) atd. Kromě monatomických plynů existují také dvouatomické plyny. Příklady dvouatomických plynů jsou O2 ( kyslík), N2 (dusík), CO (oxid uhelnatý) atd. Existují také víceatomické plyny. Například CO2 ( oxid uhličitý) atd. Monatomické plyny se skládají pouze z jednoho atomu, dvouatomické plyny se skládají ze dvou atomů a víceatomické plyny se skládají z mnoha atomů.
Za třetí , absolutní teplota musí být vyjádřena v Kelvinově stupnici (K). Pokud je teplota stále v Celsiově stupnici ( ° C), nejprve ji převeďte na Kelvinovu stupnici (K).
Za čtvrté, rovnice 1 a rovnice 2 výše platí nejen pro plynné látky, ale také pro kapaliny a plynné látky.
Příklad problémů:
Jaká je průměrná translační kinetická energie molekul v plynu při 40 ° C?
Diskuse
