Povprečna kinetična energija plina
Poleg tlaka je ena od količin, ki kaže makroskopske lastnosti plina, temperatura (T). Enačba tlaka plina, ki je bila izpeljana v okviru teme Kinetična teorija plinov, je zapisana še enkrat:
Enačba zakona idealnega plina, ki je bila izpeljana v temi o zakonu idealnega plina, je zapisana še enkrat:
PV = NkT → Enačba b
Razmislimo o enačbi a in enačbi b. Levi strani sta enaki, desni strani pa skoraj enaki. Ker sta levi strani enaki, lahko obe enačbi združimo:
Če levo in desno stran pomnožimo s 3/2, se bo ta enačba spremenila v:
Temperatura je neposredno sorazmerna s povprečno translacijsko kinetično energijo molekul plina. Višja kot je temperatura, večja je povprečna translacijska kinetična energija, in obratno, nižja kot je temperatura, manjša je povprečna translacijska kinetična energija. Sklepamo lahko, da je temperatura mera povprečne translacijske kinetične energije molekul.
Enačbo absolutne temperature glede na translacijsko kinetično energijo 2 lahko zapišemo v drugačni obliki:
Prvič, translacijska kinetična energija je kinetična energija, ki jo ima predmet ali molekula med translacijskim gibanjem. Translacijsko gibanje je lahko linearno, poševno ali parabolično. Njen ekvivalent je rotacijska kinetična energija. Rotacijska kinetična energija je kinetična energija, ki jo ima predmet ali molekula med rotacijskim gibanjem.
Drugič, povprečna translacijska kinetična energija v zgornji enačbi velja samo za enoatomske pline. Primeri enoatomskih plinov so He (helij), Ar (argon) itd. Poleg enoatomskih plinov obstajajo tudi dvoatomski plini. Primeri dvoatomskih plinov so O2 ( kisik), N2 (dušik), CO (ogljikov monoksid) itd. Obstajajo tudi večatomski plini. Na primer CO2 ( ogljikov dioksid) itd. Jednoatomski plini so sestavljeni samo iz enega atoma, dvoatomski plini iz dveh atomov, večatomski plini pa iz več atomov.
Tretjič , absolutno temperaturo je treba izraziti v K-stopnjah (K). Če je temperatura še vedno v Celzijevih stopinjah ( ° C), jo najprej pretvorite v Kelvinovo lestvico (K).
Četrtič, enačba 1 in enačba 2 zgoraj ne veljata le za plinaste snovi, temveč tudi za tekočine in plinaste snovi.
Primer težav:
Kakšna je povprečna translacijska kinetična energija molekul v plinu pri 40 ° C?
Razprava
