Kinetic dzidziso yemweya

Iyo kdzidziso yekinetic inoti chinhu chimwe nechimwe chine maatomu kana mamorekuru uye kuti atomu kana mamorekuru anofamba nguva dzose asina hanya. Kufungidzira uku kwedzidziso yekinetic kunoenderana nemamiriro ezvinhu eatomu kana mamorekuru echinhu chinoumba gasi. Simba rekukwezvana pakati pemaatomu kana mamorekuru anoumba gasi harina simba zvekuti maatomu kana mamorekuru anogona kufamba zvakasununguka.

Pakufamba, maatomu kana mamorekuru ane kumhanya. Maatomu kana mamorekuru anewo uremu. Nekuti ane uremu (m) uye kumhanya (v), saka atomu kana mamorekuru ane simba rekinetic (KE) uye kumhanya (p). Simba rekinetic: KE = 1/2 mv². Kunyange zvazvo momentum: p = m v. Pamusoro pesimba rekinetic uye momentum, kunewo simba (F). Pakufamba zvakasununguka, kuroverana kunofanira kuitika. Saka, simba rinowedzera nekuda kwekuchinja kwemomentum kana kuroverana kukaitika. Kinetic energy, momentum, uye impulse forces ndiwo musimboti wehurukuro yedu ye dynamics (mitemo yekufamba, impulse, uye momentum). Tinogona kutaura kuti kinetic theory yemagasi inoshandisa dynamics paatomu kana molecular level.

Pfungwa yeGasi Rakanaka (yakavakirwa pahunhu hukuru hwegasi)

Mukutaura nezvemitemo yegesi, zvakatsanangurwa nezvehuwandu hutatu hunotaura hunhu hwegasi chairo. Huwandu hutatu huri kutaurwa nezvahwo ndehweTembiricha (T), Vhoriyamu (V) uye kumanikidzwa (P). Hukama huripo pakati pehuwandu hutatu uhwu hunotaurwa muMutemo waBoyle, Mutemo waCharles, uye Mutemo waGay Lussac. Ndokumbirawo mucherechedze kuti mitemo iyi mitatu inoshanda chete kugasi chairo rine kumanikidzwa uye density (density = mass/volume) isiri yakakura zvakanyanya. Mitemo iyi mitatu inoshandawo chete kugasi chairo rine tembiricha isiri pedyo nekufashaira.

Mutemo waBoyle, mutemo waCharles, nemutemo waGay-Lussac hazvishande kune ese mamiriro egasi chaiwo kuitira kuti tigone kugadzira modhi yegasi yakakodzera. Gasi yakakodzera haipo muhupenyu hwezuva nezuva; gasi yakakodzera ingori fomu yakakwana inogadzirwa kuti ibatsire mukuongorora kwedu, senge miviri yakasimba uye ine mvura. Saka, tinofunga nezvemutemo waBoyle, mutemo waCharles nemutemo waGay-Lussac zvinoshanda kune ese mamiriro egasi akanaka. Kuvapo kwemodhi yegasi yakakodzera kunotibatsira kuongorora hukama huripo pakati pehuwandu hwegasi hunoshamisa.

Mutemo wegesi wakakodzera unoratidzwa muzvikamu zviviri, PV = nRT (mutemo wegesi wakakodzera muhuwandu hwemamolekyu) uye PV = NkT (mutemo wegesi wakakodzera muhuwandu hwemamorekyu). Tinofunga kuti gasi rakakodzera rinosangana nezvikamu zviviri izvi. Nemamwe mashoko, mutemo wegesi wakakodzera unoshanda kune ese mamiriro egasi akakodzera, kungave kumanikidzwa kwegasi kwakakodzera kana huremu hwakakura kana kana tembiricha yegasi yasvika pakubikira. Kusiyana neizvi, mutemo wegasi wakakodzera haushande kune ese mamiriro egasi chaiwo. Mutemo wegasi wakakodzera unoshanda chete kana kumanikidzwa uye huwandu hwegasi chairo zvisiri zvakanyanya. Mutemo wegasi wakakodzera unoshandawo chete kana tembiricha yegasi chaiyo isiri pedyo nekubikira. Zvichibva patsananguro pfupi iyi, tinogona kutaura kuti gasi rechokwadi rine hunhu hwakafanana negasi rakakodzera chete kana density chaiyo,

uye kumanikidzwa kwegasi hakuna kunyanyisa uye kana tembiricha chaiyo yegasi isiri pedyo nekufashaira.

Pfungwa yegasi rakakodzera yakatsanangurwa pamusoro apa inoongororwa zvichibva pahunhu hwemacroscopic. Kunyangwe gasi rakakodzera riri muenzaniso wakanaka chete, gasi rakakodzera richiri kunzi gasi rine maatomu kana mamorekuru anofamba zvakasununguka. Saka, zvingave zvakanaka kana tikakurukurawo pfungwa yegasi rakakodzera kubva pamaonero emicroscope.

Pfungwa yeGasi Rakanaka (yakavakirwa pahunhu hwegasi husingaonekwe)

Zvinotevera ndezvimwe zvezvitsanangudzo zvipfupi zvinotsanangura mamiriro egasi rakanaka, zvichibva paGas Kinetic Theory:

1. Gasi rakakodzera rine zvidimbu, zvinonzi mamorekuru. Mamorekuru egasi akakodzera anogona kusanganisira atomu rimwe chete kana maatomu akawanda. Morekuru rega rega rine huremu (m) uye rinofamba zvisina tsarukano kune chero divi nechiyero chakatarwa (v).

2. Kureba pakati pemorekuru imwe neimwe kwakakwirira kupfuura dhayamita yemorekuru imwe neimwe.

3. Mamorekuru aya anoteerera mitemo yekufamba uye anodyidzana kana paine kuroverana.

4. Kubonderana pakati pemamorekuru nemamorekuru kana pakati pemamorekuru ane madziro emudziyo ndiko kubonderana kwakakwana, uye kubonderana kwega kwega kunoitika munguva pfupi.

Mukurwisana kwakakwana, mutemo wekuchengetedza simba unoshanda (simba risati rasangana = simba mushure mekusangana) uye mutemo wekuchengetedza simba (simba risati rasangana = simba mushure mekusangana).

Ongororo yekurovera kwemhepo nekuda kwedzidziso yekinetic yemagasi

Ongorora hukama hwehuwandu huripo pakati pehuwandu hwemacroscopic nehuwandu hwemamicroscopic hwegasi. Huwandu hunoratidza hunhu hwemacroscopic hwegasi ndehutembiricha (T), vhoriyamu (V) uye kumanikidzwa (P). Kunyange huwandu hunotaura hunhu hwemamicroscopic hwegasi huri velocity kana velocity (v), momentum (p), force (F) uye kinetic energy (EK) yemaatomu kana mamorekuru anoumba gasi.

Tinoongorora mamwe mamorekuru egasi ari mumudziyo wakavharwa. Kureba kwebhokisi padivi = l uye nzvimbo yepakati = A.

Mamorekuru ane huremu (m) uye, pakufamba, mamorekuru ane kumhanya (v). Nekuti mudziyo wacho wakavharwa, pane mukana wekuroverana pakati pemamorekuru nemadziro emudziyo une nzvimbo yepamusoro yeA.

Kuti tiite nyore kuongorora, tinongotaura nezvekusangana kunoitika pamadziro ekuruboshwe (madziro akaenzana ne z-axis). Kutanga, tinokurukura nezvekusangana kunoitika nemorekuru imwe chete. Idaidze kuti molecule 1. Huremu hwemorekuru = m1 uye kumhanya kwekufamba = v1. Nzira yekufamba kuruboshwe yakatarwa kuti ive negative, nepo nzira yekufamba kurudyi yakatarwa kuti ive yakanaka.

Tinogona kufunga kuti tisati tasangana nemadziro emudziyo, kufamba kwemamorekuru kwakafanana ne x-axis uye kutungamira kwekufamba kuruboshwe. Nokudaro, pane chikamu chekumhanya pa x-axis chiri negative (-v)._1xNekuti ine huremu (m₁) uye kumhanya (-v)_1x), molekyuru ine simba (p₁ = -m₁ v_1x). Uku ndiko kutanga kwekufamba. Kana madziro achiroverana, molekyuru inopa simba rekuita pamadziro. Nekuti pane simba rekuita, madziro anopa simba rekuita. Simba rekuita rinobva pamadziro rinoita kuti molekyuru iratidzwe kurudyi. Nekuda kwekutungamira kwekufamba kurudyi, chikamu chekukurumidza kwemamorekyuru chakanaka (v)._1x). Kumhanya kwemamorekuru mushure mekusangana kwetsaona i p₂ = m₁ v_1xIyi ndiyo nguva yekupedzisira.

Kukura kwekuchinja kwesimba nekuda kwekuroverana ndekwekuti:

Mwero wose = mwero wekupedzisira—mwero wekutanga

huwandu hwe p = p₂ - p₁

huwandu hwep = m₁ v_1x – (-m₁ v_1x)

huwandu hwep = 2m₁ v_1x

2m₁ v_1x = simba rose rekusangana kamwe chete. Nekuti kuungana kwemamorekuru ndiko kusangana kwakakwana, kuungana uku kunoitika kwete kamwe chete, asi kakawanda. Mukusangana kwakakwana, mutemo wekuchengetedza simba uye mutemo wekuchengetedza simba unoshanda. Simba uye simba risati rasangana = simba uye simba mushure mekusangana. Nokudaro, molekyulu haizomboregi kufamba (simba risingaperi). Kumhanya kwemamorekuru hakumbodzikiwo (simba rinoenderera mberi).

Mushure mekuroverana nemadziro ekuruboshwe, molekyuru inoenda kurudyi kusvika yarova madziro ekurudyi. Mushure mekuroverana nemadziro ekurudyi, molekyuru inodzokera kuruboshwe yorova madziro ekuruboshwe zvakare. Nekuti kureba kwerutivi rwebhokisi = l, zvino mushure mekuroverana nemadziro ekuruboshwe kekutanga, molekyuru ichafamba chinhambwe che2l isati yarova madziro ekuruboshwe kechipiri. Pakufamba kusvika pa2l, mamorekyuru anofanira kuda nguva yakatarwa (Δt). Huwandu hwenguva (Δt) kuti molekyuru inoda kufamba kusvika pa2l, zvinoenderana nemasvomhu:

Δt inguva iri pakati pekusangana kwega kwega. Pakunorovera madziro, molekyuru inopa simba rekuita pamadziro. Nekuda kwesimba rekuita, madziro anopa simba rekuita. Kuvapo kwesimba iri rekuita kunoita kuti molekyuru ifambe zvakare kurudyi. Muchiitiko ichi, gwara rekufamba kwemamorekyuru rinochinja. Pakutanga, molekyuru inofamba kuruboshwe (-v1x), mushure mekurovera madziro, molekyuru inofamba kurudyi (v)._1xKuchinja kwemafambiro kunokonzera shanduko mukufamba (momentum yekupedzisira - momentum yekutanga = m₁ v_1x – (-m₁ v_1x) = 2m₁ v_1xTinogona kutaura kuti kuchinja kwesimba kunoitika nekuda kwesimba rose rinopihwa nemadziro. Huwandu hwesimba rose rinopihwa nemadziro, maererano nemasvomhu:

Mubhokisi riri pamusoro apa, pane molecule imwe chete inotsanangurwa. Izvi hazvirevi kuti pane molecule imwe chete yegesi mubhokisi. Muchokwadi, kune mamorekuru akawanda egasi. Huwandu hwesimba rose remamorekuru ese egasi mubhokisi, maererano nemasvomhu:

F = F₁ +F₂ +F₃ + ….. + F_n

F₁ = simba rose remorekuru 1

F₂ = simba rose remorekuru 2

F₃ = simba rose remorekuru 3

…… = nezvimwewo

F_n = simba rose remamorekuru 4

n = molekyuru yekupedzisira.

m₁ = huremu hwemamorekuru 1, m₂ = huremu hwemamorekuru 2, m₃ = huremu hwemorekuru 3, mn = huremu hwemorekuru yekupedzisira. m₁ +m₂ +m₃ + ….. + m_n = m (huremu hwegasi mubhokisi). l = kureba kwerutivi rwebhokisi.

v_12x = kumhanya kwemamorekuru 1, v_{22 x} = kumhanya kwemamorekuru 2, v_{33 x} = kumhanya kwemorekuru 3, v_{n2 x} = kumhanya kwemorekuru yekupedzisira. Kumhanya kwemorekuru yega yega kunosiyana, saka tinofanira kuverenga avhareji yekumhanya kwemamorekuru ese. Kuti tiverenge avhareji yekumhanya kwemorekuru, tinogona kupatsanura kumhanya kwemamorekuru ese nenhamba yemamorekuru. Mudzidziso yekinetic yegesi, huwandu hwemamorekuru hunowanzo kupihwa chiratidzo N. Pamasvomhu, avhareji yekumhanya kwemamorekuru ese yakanyorwa:

Wmusanganiswa we e ari equation b ne ari equation a:

F = simba, m = huremu hwemagasi, l = kureba kwerutivi rwebhokisi, N = huwandu hwemamorekuru.

Mutsananguro yapfuura, takafungidzira kufamba kwemamorekuru kwakafanana ne x-axis. Iyi fungidziro yakagadzirwa kuti ongororo yedu ive nyore. Muchokwadi, mamorekuru ese egasi ari mubhokisi haafambi chero kupi zvako nekusarongeka. Nekuti kufamba kunoitika nekusarongeka, kunze kwekunge paine avhareji yevelocity component pa x-axis, molecule inewo avhareji yevelocity component pa y-axis kana z-axis. Saka, avhareji yevelocity ye gas molecule = huwandu hwese hwezvikamu zveavhareji velocity pa x-axis, y-axis, uye z-axis. Masvomhu:

Nekuti mamorekuru anofamba zvisina tsarukano, zvikamu zvevelocity pa x-axis, y-axis, uye z-axis zvine hukuru hwakafanana.

Tinosanganisa ari equation 2 ne ari equation 1 :

Wmusanganiswa we e ari mukana wokuti vanhu vanga 3 ne ari equationnc :

F = huwandu hwesimba rinoitwa nemamorekuru egasi pamadziro emudziyo, une nzvimbo yepamusoro yeA.

Hukama huripo pakati pekumanikidzwa (P) nehukuru husingaonekwe

Kudzvanywa (P) huwandu hunoratidza hunhu hwegasi hukuru. Ongororo Kudzvanywa kwakavakirwa pahunhu hwegasi hudikidiki. Huwandu hwekudzvanywa kunopiwa nemorekuru yegasi pamadziro ane nzvimbo yepakati pechikamu A ndeichi:

P = kumanikidzwa, N = huwandu hwemamorekuru egasi, m = uremu, v = Avhareji yekumhanya kwemorekuru, V = vhoriyamu yemudziyo