Gaasi keskmine kineetiline energia
Lisaks rõhule on üks gaasi makroskoopilisi omadusi näitavatest suurustest temperatuur (T). Gaasirõhu võrrand on tuletatud teemas Gaaside kineetiline teooria uuesti kirjutatud:
Ideaalse gaasi seaduse teemas tuletatud ideaalse gaasi seaduse võrrand kirjutatakse uuesti üles:
PV = NkT → võrrand b
Vaatleme võrrandeid a ja b. Vasakpoolsed pooled on võrdsed, samas kui parempoolsed pooled on peaaegu võrdsed. Kuna vasakpoolsed pooled on võrdsed, saab neid kahte võrrandit ühendada:
Kui korrutame vasaku ja parema poole 3/2-ga, muutub võrrand järgmiselt:
Temperatuur on otseselt proportsionaalne gaasimolekulide keskmise translatsiooni kineetilise energiaga. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on keskmine translatsiooni kineetiline energia ja vastupidi, mida madalam on temperatuur, seda väiksem on keskmine translatsiooni kineetiline energia. Võime järeldada, et temperatuur on molekulide keskmise translatsiooni kineetilise energia mõõt.
Absoluutse temperatuuri ja translatsiooni kineetilise energia 2 võrrandit saab kirjutada teistsugusel kujul:
Esiteks Translatsioonikineetiline energia on kineetiline energia, mis kuulub objektile või molekulile translatsioonilise liikumise ajal. Translatsiooniline liikumine võib olla lineaarne, kaldus või paraboolne. Selle vaste on pöörlemise kineetiline energia. Pöörlemise kineetiline energia on kineetiline energia, mis kuulub objektile või molekulile pöörlemise ajal.
Teiseks Ülaltoodud võrrandis olev keskmine translatsioonikineetiline energia kehtib ainult üheaatomiliste gaaside kohta. Üheaatomiliste gaaside näideteks on He (heelium), Ar (argoon) jne. Lisaks üheaatomilistele gaasidele on ka kaheaatomilisi gaase. Kaheaatomilise gaasi näide on O2 (hapnik), N2 (lämmastik), CO (süsinikmonooksiid) jne. Samuti on olemas polüaatomilisi gaase. Näiteks CO2 (süsinikdioksiid) jne. Üheaatomilised gaasid koosnevad ainult ühest aatomist, kaheaatomilised gaasid kahest aatomist ja polüaatomilised gaasid paljudest aatomitest.
Kolmandaks, tuleb absoluuttemperatuur väljendada Klevini skaalal (K). Kui temperatuur on endiselt Celsiuse skaalal (oC), teisendage see kõigepealt Kelvini (K) skaalale.
Neljandaks, Ülaltoodud võrrandid 1 ja 2 kehtivad mitte ainult gaasiliste ainete, vaid ka vedelike ja gaasiliste ainete kohta.
Probleemide näide:
Milline on gaasi molekulide keskmine translatsioonikineetiline energia temperatuuril 40 °C? oC?
Arutelu
