გაზის საშუალო კინეტიკური ენერგია

გაზის საშუალო კინეტიკური ენერგია

წნევის გარდა, ერთ-ერთი სიდიდე, რომელიც მიუთითებს გაზის მაკროსკოპულ თვისებებზე, არის ტემპერატურა (T). გაზის წნევის განტოლება, რომელიც მიღებულია გაზების კინეტიკური თეორიის თემაში, კვლავ ასე იწერება:

იდეალური გაზის კანონის თემაში მიღებული იდეალური გაზის კანონის განტოლება კვლავ ასე იწერება:

PV = NkT → განტოლება b

განვიხილოთ განტოლება a და განტოლება b. მარცხენა მხარეები ტოლია, ხოლო მარჯვენა მხარეები თითქმის ტოლია. რადგან მარცხენა მხარეები ტოლია, ორი განტოლების გაერთიანება შესაძლებელია:

თუ მარცხენა და მარჯვენა გვერდებს 3/2-ზე გავამრავლებთ, ეს განტოლება შემდეგ ფორმას მიიღებს:

ტემპერატურა პირდაპირპროპორციულია გაზის მოლეკულების საშუალო ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგიისა. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო დიდია საშუალო ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგია და პირიქით, რაც უფრო დაბალია ტემპერატურა, მით უფრო მცირეა საშუალო ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგია. შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ტემპერატურა მოლეკულების საშუალო ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგიის საზომია.

აბსოლუტური ტემპერატურისა და ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგიის განტოლება 2 შეიძლება სხვა ფორმითაც ჩაიწეროს:

პირველ რიგში, ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგია არის კინეტიკური ენერგია, რომელიც გააჩნია ობიექტის ან მოლეკულის ტრანსლაციურ მოძრაობას. ტრანსლაციური მოძრაობა შეიძლება იყოს წრფივი, ირიბი ან პარაბოლური. მისი ანალოგია ბრუნვითი კინეტიკური ენერგია. ბრუნვითი კინეტიკური ენერგია არის კინეტიკური ენერგია, რომელიც გააჩნია ობიექტის ან მოლეკულის ბრუნვით მოძრაობას.

მეორეც, ზემოთ მოცემულ განტოლებაში საშუალო ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგია მხოლოდ მონატომიურ აირებზე ვრცელდება. მონატომიურ აირების მაგალითებია He (ჰელიუმი), Ar (არგონი) და ა.შ. მონატომიურ აირების გარდა, არსებობს ასევე ორატომიანი აირების მაგალითები. ორატომიანი აირების მაგალითებია O2 ₍ ჟანგბადი), N2 ₍ აზოტი), CO (ნახშირბადის მონოქსიდი) და ა.შ. ასევე არსებობს პოლიატომიანი აირების მაგალითები. მაგალითად, CO2 ₍ ნახშირორჟანგი) და ა.შ. მონატომიურ აირების მაგალითები მხოლოდ ერთი ატომისგან შედგება, დიატომიურ აირების - ორი ატომისგან, ხოლო პოლიატომური აირების - მრავალი ატომისგან.

მესამე , აბსოლუტური ტემპერატურა უნდა გამოისახოს K შკალით (K). თუ ტემპერატურა კვლავ ცელსიუსის შკალით ( ^° C) არის, ჯერ გადაიყვანეთ იგი კელვინის შკალით (K).

მეოთხე, ზემოთ მოცემული განტოლება 1 და განტოლება 2 არა მხოლოდ აირადი ნივთიერებებისთვის, არამედ სითხეებისა და აირადი ნივთიერებებისთვისაც გამოიყენება.

პრობლემების მაგალითი:

რა არის აირში მოლეკულების საშუალო ტრანსლაციური კინეტიკური ენერგია 40 ^° C ტემპერატურაზე?

დისკუსია