میانگین انرژی جنبشی گاز
علاوه بر فشار، یکی از کمیتهایی که خواص ماکروسکوپی گاز را نشان میدهد، دما (T) است. معادله فشار گاز در این مبحث استخراج شده است. گاز تئوری کینتیک دوباره نوشته شده:
معادله قانون گاز ایدهآل که در مبحث قانون گاز ایدهآل استخراج شده است، دوباره نوشته میشود:
PV = NkT → معادله b
معادله الف و معادله ب را در نظر بگیرید. سمت چپ با هم برابرند، در حالی که سمت راست تقریباً با هم برابر است. از آنجایی که سمت چپ با هم برابر است، میتوان دو معادله را با هم ترکیب کرد:
اگر سمت چپ و راست را در ۳/۲ ضرب کنیم، این معادله به شکل زیر تغییر میکند:
دما با میانگین انرژی جنبشی انتقالی مولکولهای گاز نسبت مستقیم دارد. هرچه دما بالاتر باشد، میانگین انرژی جنبشی انتقالی بیشتر است، برعکس، هرچه دما پایینتر باشد، میانگین انرژی جنبشی انتقالی کمتر است. میتوانیم نتیجه بگیریم که دما معیاری از میانگین انرژی جنبشی انتقالی مولکولها است.
معادله دمای مطلق در مقابل انرژی جنبشی انتقالی 2 را میتوان به شکل دیگری نوشت:
اول، انرژی جنبشی انتقالی، انرژی جنبشی یک جسم یا مولکول در حال حرکت انتقالی است. حرکت انتقالی میتواند خطی، مورب یا سهموی باشد. نقطه مقابل آن انرژی جنبشی چرخشی است. انرژی جنبشی چرخشی، انرژی جنبشی یک جسم یا مولکول در حال حرکت چرخشی است.
دوم، میانگین انرژی جنبشی انتقالی در معادله بالا فقط برای گازهای تک اتمی صدق میکند. نمونههایی از گازهای تک اتمی عبارتند از He (هلیوم)، Ar (آرگون) و غیره. علاوه بر گازهای تک اتمی، گازهای دو اتمی نیز وجود دارند. نمونهای از گاز دو اتمی O2 است.2 (اکسیژن)، N2 (نیتروژن)، CO (مونوکسید کربن) و غیره. گازهای چند اتمی نیز وجود دارند. به عنوان مثال، CO2 (دی اکسید کربن) و غیره. گازهای تک اتمی فقط از یک اتم، گازهای دو اتمی از دو اتم و گازهای چند اتمی از اتمهای زیادی تشکیل شدهاند.
سوم، دمای مطلق باید در مقیاس کلوین (K) بیان شود. اگر دما هنوز در مقیاس سلسیوس (oج)، ابتدا آن را به مقیاس کلوین (K) تبدیل کنید.
کیپت، معادله ۱ و معادله ۲ فوق نه تنها برای مواد گازی شکل، بلکه برای مایعات و مواد گازی شکل نیز صدق میکند.
مثال مشکلات:
میانگین انرژی جنبشی انتقالی مولکولهای یک گاز در دمای 40 درجه سانتیگراد چقدر است؟ oسی؟
پمباهاسان
