میانگین انرژی جنبشی گازها

علاوه بر فشار، یکی از کمیت‌هایی که ماهیت ماکروسکوپی گاز را بیان می‌کند، دما (T) است. معادله فشار گاز:

میانگین انرژی جنبشی گازها ۶

معادله ۱ و معادله ۲ را با هم ترکیب کنید :

میانگین انرژی جنبشی گازها ۶

میانگین انرژی جنبشی گازها ۶

این معادله میانگین انرژی جنبشی گازها در مقابل دمای مطلق گاز است.

دما با میانگین انرژی جنبشی انتقالی مولکول‌های گاز نسبت مستقیم دارد. هرچه دما بالاتر باشد، میانگین انرژی جنبشی انتقالی بیشتر است و هرچه دما پایین‌تر باشد، میانگین انرژی جنبشی انتقالی کمتر است. می‌توانیم نتیجه بگیریم که دما معیاری از میانگین انرژی جنبشی انتقال مولکولی است.

شکل دیگری از معادله برای میانگین انرژی جنبشی یک گاز:

میانگین انرژی جنبشی گازها ۶

n = تعداد مول (مول)، R = ثابت جهانی گازها (R = 8.315 J / mol. K = 8315 kJ / kmol. K)، T = دمای مطلق (کلوین)، EK = میانگین انرژی جنبشی انتقالی مولکول گاز (ژول).

میانگین انرژی جنبشی گازها ۶

k = ثابت بولتزمن، R = ثابت جهانی گازها، NA = عدد آووگادرو، M = جرم مولکولی، m = جرم، n = تعداد مول‌ها.

اول، انرژی جنبشی انتقالی، انرژی جنبشی است که توسط اجسام یا مولکول‌ها در اختیار قرار می‌گیرد. حرکات انتقالی می‌توانند به شکل حرکت مستقیم یا سهموی باشند. در حالی که انرژی جنبشی چرخشی، انرژی جنبشی است که توسط اجسام یا مولکول‌هایی که حرکت چرخشی انجام می‌دهند، در اختیار قرار می‌گیرد.

دوم، میانگین انرژی جنبشی انتقالی در معادله بالا فقط برای گازهای تک اتمی اعمال می‌شود. نمونه‌هایی از گازهای تک اتمی عبارتند از He (هلیوم)، Ar (آرگون) و غیره. علاوه بر گازهای تک اتمی، گازهای دو اتمی نیز وجود دارند. نمونه‌هایی از گازهای دو اتمی عبارتند از O2 (اکسیژن)، N2 (نیتروژن)، CO (مونوکسید کربن) و غیره. همچنین گازهای چند اتمی نیز وجود دارند. به عنوان مثال، CO2 (دی اکسید کربن) و غیره. گاز تک اتمی تنها از یک اتم تشکیل شده است؛ گاز دو اتمی از دو اتم و گاز چند اتمی از اتم‌های زیادی تشکیل شده است.

سوم، دمای مطلق باید در مقیاس کلوین (K) بیان شود. اگر دما هنوز در مقیاس سلسیوس ( ° C) است، ابتدا آن را به مقیاس کلوین (K) تغییر دهید.

چهارم، معادله ۱ و معادله دو فوق نه تنها در مورد مواد گازی صدق می‌کند، بلکه در مورد مایعات و مواد گازی نیز صدق می‌کند.

مثال مسئله:

میانگین انرژی جنبشی انتقالی مولکول‌های یک گاز در دمای 40 درجه سانتیگراد چقدر است؟

راه حل :

میانگین انرژی جنبشی گازها ۶

ارسال نظر