Prosječna kinetička energija plina
Osim tlaka, jedna od veličina koja pokazuje makroskopska svojstva plina je temperatura (T). Jednadžba tlaka plina koja je izvedena u temi Kinetičke teorije plinova ponovno se piše:
Jednadžba zakona idealnog plina koja je izvedena u temi Zakona idealnog plina ponovno se piše:
PV = NkT → Jednadžba b
Razmotrimo jednadžbu a i jednadžbu b. Lijeve strane su jednake, dok su desne strane gotovo jednake. Budući da su lijeve strane jednake, dvije jednadžbe se mogu kombinirati:
Ako pomnožimo lijevu i desnu stranu s 3/2, tada će ova jednadžba promijeniti svoj oblik u:
Temperatura je izravno proporcionalna prosječnoj translacijskoj kinetičkoj energiji molekula plina. Što je temperatura viša, to je prosječna translacijska kinetička energija veća, i obrnuto, što je temperatura niža, to je prosječna translacijska kinetička energija manja. Možemo zaključiti da je temperatura mjera prosječne translacijske kinetičke energije molekula.
Jednadžba apsolutne temperature u odnosu na translacijsku kinetičku energiju 2 može se napisati u drugačijem obliku:
Prvo, translacijska kinetička energija je kinetička energija koju posjeduje objekt ili molekula koja se translacijsko giba. Translacijska giba može biti linearna, kosa ili parabolična. Njezin pandan je rotacijska kinetička energija. Rotacijska kinetička energija je kinetička energija koju posjeduje objekt ili molekula koja se rotacijski giba.
Drugo, prosječna translacijska kinetička energija u gornjoj jednadžbi odnosi se samo na monatomske plinove. Primjeri monatomskih plinova su He (helij), Ar (argon) itd. Osim monatomskih plinova, postoje i dvoatomski plinovi. Primjeri dvoatomskih plinova su O2 ( kisik), N2 (dušik), CO (ugljikov monoksid) itd. Postoje i višeatomski plinovi. Na primjer, CO2 ( ugljikov dioksid) itd. Monatomski plinovi sastoje se od samo jednog atoma, dvoatomski plinovi sastoje se od dva atoma, a višeatomski plinovi sastoje se od mnogo atoma.
Treće , apsolutna temperatura mora biti izražena u K-ljestvici (K). Ako je temperatura još uvijek u Celzijusovim stupnjevima ( ° C), prvo je pretvorite u Kelvinovo stupnjevito (K).
Četvrto, jednadžba 1 i jednadžba 2 gore ne primjenjuju se samo na plinovite tvari, već i na tekućine i plinovite tvari.
Primjer problema:
Kolika je prosječna translacijska kinetička energija molekula u plinu na 40 ° C?
Rasprava
