Priemerná kinetická energia plynu
Okrem tlaku je jednou z veličín, ktoré udávajú makroskopické vlastnosti plynu, teplota (T). Rovnica tlaku plynu bola odvodená v téme Kinetická teória plynov znova napísané:
Rovnica zákona ideálneho plynu, ktorá bola odvodená v téme Zákon ideálneho plynu, sa zapíše znova:
PV = NkT → Rovnica b
Uvažujme rovnicu a a rovnicu b. Ľavé strany sú rovnaké, zatiaľ čo pravé strany sú takmer rovnaké. Keďže ľavé strany sú rovnaké, tieto dve rovnice možno skombinovať:
Ak vynásobíme ľavú a pravú stranu číslom 3/2, táto rovnica zmení svoj tvar na:
Teplota je priamo úmerná priemernej translačnej kinetickej energii molekúl plynu. Čím vyššia je teplota, tým väčšia je priemerná translačná kinetická energia, a naopak, čím nižšia je teplota, tým menšia je priemerná translačná kinetická energia. Môžeme konštatovať, že teplota je mierou priemernej translačnej kinetickej energie molekúl.
Rovnicu absolútnej teploty a translačnej kinetickej energie 2 možno zapísať aj v inom tvare:
Po prvé, Translačná kinetická energia je kinetická energia, ktorú má objekt alebo molekula vykonávajúca translačný pohyb. Translačný pohyb môže byť lineárny, šikmý alebo parabolický. Jeho ekvivalentom je rotačná kinetická energia. Rotačná kinetická energia je kinetická energia, ktorú má objekt alebo molekula vykonávajúca rotačný pohyb.
Kedua, Priemerná translačná kinetická energia vo vyššie uvedenej rovnici platí iba pre monatomické plyny. Príkladmi monatomických plynov sú He (hélium), Ar (argón) atď. Okrem monatomických plynov existujú aj dvojatómové plyny. Príkladom dvojatómového plynu je O2 (kyslík), N2 (dusík), CO (oxid uhoľnatý) atď. Existujú aj polyatomické plyny. Napríklad CO2 (oxid uhličitý) atď. Monatomické plyny pozostávajú iba z jedného atómu, dvojatómové plyny pozostávajú z dvoch atómov a viacatómové plyny pozostávajú z mnohých atómov.
Tretí, absolútna teplota musí byť vyjadrená v Klevinovej stupnici (K). Ak je teplota stále v Celziovej stupnici (oC), najprv ho preveďte na Kelvinovu stupnicu (K).
Po štvrté, Rovnica 1 a rovnica 2 uvedené vyššie neplatia len pre plynné látky, ale aj pre kvapaliny a plynné látky.
Príklad problémov:
Aká je priemerná translačná kinetická energia molekúl v plyne pri teplote 40 °C? oC ?
Diskusia
