O le a'oa'oga kinetic e fa'apea o mea uma lava e aofia ai atoms po'o molecules ma o atoms po'o molecules e fealua'i pea ma le fa'atamala. O lenei manatu o le a'oa'oga kinetic e fetaui ma le tulaga ma le atom po'o le molecule o le vaega o le kesi. O le malosi o le tosina i le va o atoms po'o molecules e fausia ai le kesi e vaivai ina ia mafai ai e atoms po'o molecules ona fealua'i saoloto.
A fealua’i, e iai le saoasaoa o atomu po’o molekiu. E iai fo’i le mamafa o atomu po’o molekiu. Talu ai ona e iai lona mamafa (m) ma le saoasaoa (v), o lona uiga la e iai le malosi kinetic (KE) ma le momentum (p) o le atomu po’o le molekiu. Malosiaga kinetic: KE = 1/2 mv 2. A’o le momentum: p = m v. I le fa’aopoopoga i le malosi kinetic ma le momentum, e iai fo’i le malosi (F). A fealua’i sa’oloto, e tatau ona tupu ni feto’ai. O lea la, e fa’ateleina le malosi ona o suiga i le momentum pe a tupu se feto’ai. O le malosi kinetic, momentum, ma malosiaga fa’aosofiaga o le fatu lea o la tatou talanoaga o le dynamics (tulafono o le gaioiga, impulse, ma le momentum). E mafai ona tatou fai atu o le kinetic theory of gases e fa’aaogaina ai le dynamics i le tulaga atomic po’o le molekiu.
Manatu o le Kasa Lelei (e faʻavae i luga o meatotino makroskopi o le kesi)
I le talanoaina o tulafono o le kesi, ua faʻamatalaina ai e uiga i aofaʻiga e tolu o loʻo taʻu mai ai le natura makroskopi o le kesi moni. O aofaʻiga e tolu o loʻo fesiligia o le Vevela (T), Voluma (V) ma le mamafa (P). O le sootaga i le va o nei aofaʻiga makroskopi e tolu o loʻo taʻua i le Tulafono a Boyle, le tulafono a Charles, ma le tulafono a Gay Lussac. Ia matau o nei tulafono e tolu e naʻo le kesi moni e iai le mamafa ma le mafiafia (mafiafia = mamafa/volume) e le tele naua. O nei tulafono e tolu e naʻo le kesi moni e le o latalata lona vevela i le tulaga pupuna.
E lē fa'atatau le tulafono a Boyle, le tulafono a Charles, ma le tulafono a Gay-Lussac i tulaga moni uma o le kesi ina ia mafai ai ona tatou faia se fa'ata'ita'iga o le kesi lelei. E lē iai le kesi lelei i le olaga i aso faisoo; o le kesi lelei ua na'o le foliga atoatoa lea ua faia e fesoasoani ai i la tatou su'esu'ega, e pei lava o tino ma'a'a lelei ma tino vai. O lea la, matou te mafaufau i le tulafono a Boyle, le tulafono a Charles ma le tulafono a Gay-Lussac e fa'atatau i tulaga uma o le kesi lelei. O le iai o se fa'ata'ita'iga o le kesi lelei e fesoasoani ia i tatou e toe iloilo ai le sootaga i le va o aofa'iga tetele o le kesi.
O le tulafono o le kasa lelei atoatoa e faʻaalia i ni faʻatusatusaga se lua, PV = nRT (tulafono o le kasa lelei atoatoa i le aofaʻi o mole) ma le PV = NkT (tulafono o le kasa lelei atoatoa i le aofaʻi o mole). Matou te manatu o le kasa lelei atoatoa e fetaui ma nei faʻatusatusaga e lua. I se isi faaupuga, o le tulafono o le kasa lelei atoatoa e faʻaaoga i tulaga uma o le kasa lelei atoatoa, pe o le mamafa o le kasa lelei atoatoa poʻo le mamafa e tele pe a latalata atu le vevela o le kasa lelei atoatoa i le tulaga pupuna. I se faʻatusatusaga, o le tulafono o le kasa lelei atoatoa e le faʻaaoga i tulaga uma o le kasa moni. O le tulafono o le kasa lelei atoatoa e faʻaaoga pe a le tele naua le mamafa ma le mafiafia o le kasa moni. O le tulafono o le kasa lelei atoatoa e faʻaaoga foʻi pe a le latalata le vevela o le kasa moni i le tulaga pupuna. E faʻavae i luga o lenei faʻamatalaga puupuu, e mafai ona tatou fai atu o le kasa moni e iai ona meatotino tutusa ma le kasa lelei atoatoa pe a naʻo le mafiafia moni,
ma e lē tele naua le mamafa o le kasa ma pe a lē latalata le vevela moni o le kasa i le pupuna.
O le manatu o le kesi lelei ua faʻamatalaina i luga ua toe iloiloina e faʻavae i luga o meatotino makroskopi. E ui o se kesi lelei ua naʻo se faʻataʻitaʻiga lelei, ae o se kesi lelei e manatu pea o se kesi e aofia ai atomu poʻo molelaʻau e fealuaʻi saoloto. O le mea lea, e manaia pe a tatou talanoaina foʻi le manatu o le kesi lelei mai se vaaiga makroskopi.
Manatu o le Kasa Lelei (e faʻavae i luga o meatotino faʻamikroskopi o le kesi)
O nisi nei o faʻamatalaga pupuu e faʻamatalaina ai tulaga faʻamikroskopi o le kesi lelei, e faʻavae i luga o le Gas Kinetic Theory:
1. O se kasa lelei e aofia ai ni vaega laiti, e ta'ua o molela. E mafai e molela kasa lelei ona aofia ai le tasi le atomu po'o ni nai atomu. O molela ta'itasi e iai le mamafa (m) ma e fealua'i fa'afuase'i i so'o se itu i se fua fa'atatau fa'apitoa (v).
2. O le mamao i le va o molela taitasi e maualuga atu nai lo le lautele o molela taitasi.
3. E usita'ia e nei molela'au tulafono o le gaioiga ma fegalegaleai le tasi ma le isi pe a tutupu ni feto'ai.
4. O feto'ai i le va o molela'au ma molela'au po'o le va o molela'au e iai le puipui o le koneteina o le feto'ai atoatoa lea, ma e tupu feto'ai ta'itasi i se taimi pu'upu'u.
I le feto’ai atoatoa, e fa’aoga le tulafono o le fa’asaoina o le malosi (malosi a’o le’i feto’ai = malosi pe a uma le feto’ai) ma le tulafono o le fa’asaoina o le momentum (momentum a’o le’i feto’ai = momentum pe a uma le feto’ai).
O le iloiloga o le feto'ai-fa'aosoosoga mo le a'oa'oga kinetic o kasa
Toe iloilo le sootaga fa'atatau i le va o aofa'iga ma'ai ma'ai ma'ai o le kesi. O aofa'iga e ta'u mai ai le natura ma'ai o le kesi o le vevela (T), voluma (V) ma le mamafa (P). Ae o aofa'iga e ta'u mai ai le natura ma'ai ma'ai o le kesi o le saoasaoa po'o le saoasaoa (v), momentum (p), malosi (F) ma le malosiaga kinetic (EK) o atoms po'o molecules e fausia ai le kesi.
Matou te iloiloina nisi o molela'au kesi i totonu o se pusa tapuni. O le umi o itu o le pusa = l ma le lautele o le vaega fa'alava = A.
E iai le mamafa (m) o molekiula ma, pe a gaoioi, e iai le saoasaoa (v) o le molekiula. Talu ai ona tapuni le koneteina, e iai le avanoa e feto'ai ai molekiula ma le puipui o le va'a e iai le lautele o le fogaeleele o le A.
Mo le faafaigofieina o le auiliiliga, tatou te na'o le feto'ai e tupu i le puipui agavale (le puipui e tutusa ma le z-axis). Muamua, tatou te talanoaina feto'ai e o'o i ai le tasi molecule. Ta'u o le molecule 1. O le mamafa o le molecule = m1 ma le saoasaoa o le gaioiga = v1. O le itu o le gaioiga i le agavale ua setiina i le leaga, ae o le itu o le gaioiga i le taumatau ua setiina i le lelei.
E mafai ona tatou faapea a o le’i feto’ai ma le puipui o le koneteina, o le gaioiga fa’amolekuli e tutusa ma le x-axis ma le itu o le gaioiga i le agavale. O le mea lea, e iai se vaega o le saoasaoa i luga o le x-axis e leaga (-v1x). Auā e iai lona mamafa (m1) ma le saoasaoa (-v1x), o le mole e iai le malosi (p1 = -m1 v1x). O le malosiaga muamua lea. A feto'ai ma se puipui, e maua ai e le molela se malosi gaioiga i luga o le puipui. Talu ai ona i ai se malosi gaioiga, e maua ai e le puipui se malosi tali. O le malosi tali mai le puipui e mafua ai ona atagia le molela i le taumatau. Ona o le itu o le gaioiga i le taumatau, o le vaega o le saoasaoa molela e lelei (v1x). O le malosi fa'amolekula pe a uma le feto'ai o le p2 = m1 v1x. O le taimi mulimuli lenei.
O le tele o le suiga i le momentum ona o fetoʻai e:
Aofa'i o le malosi = malosi mulimuli—o le malosi muamua
p aofa'i = p 2 – p 1
p aofa'i = m 1 v 1x – (-m 1 v 1x )
p aofa'i = 2m 1 v 1x
2m 1 v 1x = aofaʻi o le malosi mo le tasi fetoʻai. Talu ai o fetoʻai faʻamolekiula o le fetoʻai atoatoa lea, e le gata i le faʻatasi ona tupu fetoʻai, ae faʻaauau pea. I le fetoʻai atoatoa, e faʻaaoga le tulafono o le faʻasaoina o le malosi ma le tulafono o le faʻasaoina o le malosi. Malosi ma le malosi aʻo leʻi fetoʻai = malosi ma le malosi pe a uma le fetoʻai. O le mea lea, o le a le taofia lava le gaoioi o le molekiula (malosi e le gata). E le faʻaitiitia foʻi le saoasaoa o le molekiula (faʻaauau pea le malosi).
A uma ona feto'ai ma le puipui agavale, ona agai lea o le molela i le taumatau se'ia o'o ina pa'i i le puipui taumatau. A uma ona feto'ai ma le puipui taumatau, ona toe agai lea o le molela i le agavale ma toe pa'i i le puipui agavale. Ona o le umi o le itu o le pusa = l, ona sosoo ai lea ma le feto'ai ma le puipui agavale mo le taimi muamua, o le a malaga le molela i se mamao e 2l a'o le'i feto'ai ma le puipui agavale mo le taimi lona lua. A agai i luma e o'o atu i le 2l, e tatau i molela ona mana'omia se vaitaimi fa'apitoa ( Δt ). O le aofa'i o le vaitaimi ( Δt ) e mana'omia e le molela e agai i luma e o'o atu i le 2l, e fa'atatau i le fa'amatematika:
O le Δt o le va o le taimi i le va o feto'ai ta'itasi. A feto'ai se pā, e maua ai e le molela se malosi gaioiga i luga o le pā. Ona o le malosi gaioiga, e maua ai e le pā se malosi tali. O le iai o lenei malosi tali e toe gaoioi ai le molela i le taumatau. I lenei tulaga, e suia le itu o le gaioiga a le molela. Muamua, e gaoioi le molela i le agavale (-v1x), a uma ona feto'ai ma le pā, e gaoioi le molela i le taumatau (v 1x ). O suiga i le itu o le gaioiga e mafua ai ona suia le momentum (momentum mulimuli - momentum muamua = m 1 v 1x – (-m 1 v 1x ) = 2m 1 v 1x ). E mafai ona tatou fai atu o le suiga o le momentum e tupu ona o le malosiaga atoa e tu'uina mai e le pā. O le aofa'i o le malosiaga atoa e tu'uina mai e le pā, i le fa'amatematika:
I le pusa o loʻo i luga, e naʻo le tasi le mole mole o loʻo faʻamatalaina. E le faʻapea ai e naʻo le tasi le mole mole kesi i totonu o le pusa. O le mea moni, e tele mole mole kesi. O le aofaʻi o le malosi atoa mo mole mole kesi uma i totonu o le pusa, faʻatusatusa i le matematika:
F = F 1 + F 2 + F 3 + ….. + F n
F 1 = malosiaga atoa mo le mole 1
F 2 = malosiaga atoa mo le mole 2
F 3 = malosiaga atoa mo le mole 3
…… = ma isi mea faapena
F n = le malosi atoa mo molela'au 4
n = le molecule mulimuli.
m1 = mamafa mole mole 1, m2 = mamafa mole mole 2, m3 = mamafa mole mole 3, mn = mamafa o le mole mulimuli. m1 +m2 +m3 + ….. + mn = m (le mamafa o le kesi i totonu o le pusa). l = le umi o le itu o le pusa.
v 12x = saoasaoa fa'a-molekuli 1, v 22 x = saoasaoa fa'a-molekuli 2, v 33 x = saoasaoa o le molekuli 3, v n2 x = saoasaoa o le molekuli mulimuli. E eseese le saoasaoa o molekuli ta'itasi, o lea e mana'omia ai ona tatou fuafuaina le saoasaoa averesi o molekuli uma. Ina ia fuafuaina le saoasaoa averesi o se molekuli, e mafai ona tatou vaevaeina le saoasaoa o molekuli uma i le aofa'i o molekuli. I le a'oa'oga kinetic o le kesi, o le aofa'i o molekuli e masani ona tu'uina atu i le fa'ailoga N. I le fa'amatematika, o le saoasaoa averesi o molekuli uma e tusia:
Tatou te tuufaatasia le fua faatatau b ma le fua faatatau a:
F = malosi, m = mamafa o kasa, l = umi o le itu o le pusa, N = numera o molela'au.
I le faʻamatalaga muamua, na faʻapea ai o le gaioiga o molelaʻau e tutusa ma le x-axis. O lenei manatu autū ua faia ina ia faigofie ai la tatou suʻesuʻega. O le mea moni, o molelaʻau kesi uma i totonu o se pusa e le minoi i soo se itu i se tulaga faʻafuaseʻi. Talu ai ona tupu faʻafuaseʻi le gaioiga, e ese mai i le i ai o se vaega o le saoasaoa averesi i luga o le x-axis, o le molelaʻau e iai foʻi se vaega o le saoasaoa averesi i luga o le y-axis poʻo le z-axis. O lea la, o le saoasaoa averesi o se molelaʻau kesi = le aofaʻi atoa o vaega o le saoasaoa averesi i luga o le x-axis, y-axis, ma le z-axis. Faʻamatematika:
Ona o le fealua’i fa’afuase’i o molela’au, o vaega o le saoasaoa i luga o le x-axis, y-axis, ma le z-axis e tutusa le tele. Fa’amatematika:
Tatou te tuufaatasia le fua faatatau 2 ma le fua faatatau 1 :
Tatou te tuufaatasia le fua faatatau 3 ma le fua faatatau n c :
F = le aofaʻi o le malosi o loʻo faʻatinoina e molelaʻau kesi i luga o le puipui o le koneteina, lea e iai lona lautele o le A.
O le sootaga i le va o le mamafa (P) ma le tele o le ma'i microscopic
O le mamafa (P) o se aofaʻiga e taʻu mai ai le natura makroskopi o le kesi. Iloilo le mamafa e faʻavae i luga o meatotino makroskopi o le kesi. O le aofaʻi o le mamafa e tuʻuina mai e le molekiu kesi i luga o le puipui o loʻo i ai le lautele o le vaega A e:
P = mamafa, N = aofaʻi o molelaʻau kesi, m = mamafa, v = Saosaoa averesi o se molelaʻau, V = voluma o le koneteina
