Dzidziso yeKinetic yemagasi

Dzidziso yekinetic yemagasi inoti chinhu chimwe nechimwe chinoumbwa nemaatomu kana mamorekuru, uye maatomu aya kana mamorekuru ari mukufamba kusingadzoreki. Iyi dzidziso yekinetic inoenderana nemamiriro ezvinhu nemaatomu kana mamorekuru anoumba gasi. Masimba anokwezva ari pakati pemaatomu kana mamorekuru anoumba gasi haana simba, zvichibvumira maatomu kana mamorekuru kufamba zvakasununguka.

Pakufamba, maatomu kana mamorekuru ane kumhanya. Maatomu kana mamorekuru anewo uremu. Nekuti ane uremu (m) uye kumhanya (v), maatomu kana mamorekuru ane simba rekinetic (EK) uye kumhanya (p). Simba reKinetic : EK = 1⁄2 mv ^2. Nepo kumhanya : p = m v. Pamusoro pesimba rekinetic uye kumhanya, kunewo simba (F). Pakufamba zvakasununguka, kuroverana kunoitika zvechokwadi. Saka simba rinomuka nekuda kwekuchinja kwesimba kana kuroverana kukaitika. Yeuka zvakare hurukuro pamusoro pekukurumidza uye kumhanya. Simba reKinetic, kumhanya uye simba rekukurumidza ndiwo musimboti wehurukuro yedu muzvinhu zve dynamics (mitemo yaNewton, kumhanya uye kumhanya). Tinogona kutaura kuti dzidziso yekinetic yemagasi inoshandisa sainzi ye dynamics padanho remaatomu kana mamorekuru anoumba zvinhu zvegasi.

Pfungwa yeGasi Rakanaka (yakavakirwa pahunhu hukuru hwemagasi)

Mukukurukurirana kwemitemo yegesi, huwandu hutatu hwakatsanangurwa hunotsanangura hunhu hwemagasi chaiwo. Huwandu uhu hutatu hunoti Tembiricha (T), Vhoriyamu (V), uye Kumanikidzwa (P). Hukama huri pakati pehuwandu hutatu uhu hunoratidzwa muMutemo waBoyle, Mutemo waCharles, neMutemo waGay-Lussac. Zvinofanira kucherechedzwa kuti mitemo iyi mitatu inoshanda chete kumagasi chaiwo ane kumanikidzwa kwakaderera uye density (density = mass / volume). Mitemo iyi mitatu inoshandawo chete kumagasi chaiwo ane tembiricha isingasvike pakufashaira kwawo.

Mutemo waBoyle, mutemo waCharles, nemutemo waGay-Lussac hazvishande kune ese mamiriro egasi chaiwo, saka tinogona kugadzira modhi yegasi yakakodzera. Magasi akakodzera haapo muhupenyu hwezuva nezuva; iwo maumbirwo akakwana akagadzirwa nemaune kuti atibatsire pakuongorora kwedu, akafanana nemuviri wakasimba uye mvura yakakwana. Saka, tinofunga kuti mutemo waBoyle, mutemo waCharles, nemutemo waGay-Lussac zvinoshanda kune ese mamiriro egasi akakodzera. Kuvapo kwemodhi yegasi yakakodzera kunotibatsira kuongorora hukama huripo pakati pehuwandu hwegasi hukuru.

Mutemo wegesi wakakodzera unoratidzwa muzvikamu zviviri, zvinoti PV = nRT (mutemo wegesi wakakodzera mumamolekyu) uye PV = NkT (mutemo wegesi wakakodzera mumamorekyu). Tinofunga kuti gasi rakakodzera rinogutsa zviyero zvese izvi. Nemamwe mashoko, mutemo wegesi wakakodzera unoshanda kune ese mamiriro egasi akakodzera, zvese kana kumanikidzwa kana density yegasi rakakodzera yakakura kwazvo uye kana tembiricha yegasi rakakodzera iri pedyo nenzvimbo yekufashaira. Kusiyana neizvi, mutemo wegasi wakakodzera haushande kune ese mamiriro egasi chaiwo. Mutemo wegasi wakakodzera unoshanda chete kana kumanikidzwa uye density yegasi rechokwadi zvisiri zvakanyanya. Mutemo wegasi wakakodzera unoshandawo chete kana tembiricha yegasi rechokwadi isiri pedyo nenzvimbo yekufashaira. Zvichibva patsananguro pfupi iyi, tinogona kutaura kuti magasi chaiwo ane hunhu hwakafanana nemagasi akakodzera chete kana density nekumanikidzwa kwegasi rechokwadi zvisiri zvakanyanya uye kana tembiricha yegasi rechokwadi isiri pedyo nenzvimbo yekufashaira.

Pfungwa yegesi yakakodzera yakatsanangurwa pamusoro apa inoongororwa kubva pamaonero makuru. Kunyangwe gasi yakakodzera iri muenzaniso wakanaka chete, ichiri kuonekwa segasi rine maatomu kana mamorekuru anofamba zvakasununguka. Saka, zvingave zvinobatsirawo kukurukura pfungwa yegesi yakakodzera kubva pamaonero emicroscope.

Pfungwa yeGasi Rakanaka (yakavakirwa pahunhu hwemagasi husingaonekwe)

Inotevera itsananguro pfupi inotsanangura mamiriro egasi rakanaka, rakavakirwa paKinetic Theory of Gases:

1. Gasi rakakodzera rine zvidimbu, zvinonzi mamorekuru. Huwandu hwemamorekuru hwakakura kwazvo. Mamorekuru egasi rakakodzera anogona kuva neatomu rimwe chete kana maatomu akawanda. Morekuru rega rega rine huremu (m) uye rinofamba zvisina tsarukano kumativi ese nekumhanya kwakati (v).

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

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

4. Kubonderana pakati pemamorekuru kana pakati pemamorekuru nemadziro emudziyo kuroverana kwakanyatsosimba uye kuroverana kwega kwega kunoitika munguva pfupi.

Mukusangana kwakanyatsosimba, mutemo wekuchengetedza simba unoshanda (simba risati rasangana = simba mushure mekusangana) uye mutemo wekuchengetedza simba (simba risati rasangana = simba mushure mekusangana).

Ongororo yeKupopotedzana kweMafungiro eKinetic yeMagasi

Ongorora hukama hwehuwandu huripo pakati pehuwandu hwemacroscopic nemicroscopic hwegasi. Huwandu hunotsanangura hunhu hwemacroscopic hwegasi ndehwetembiricha (T), vhoriyamu (V), uye kumanikidzwa (P). Panguva imwe chete, huwandu hunotsanangura hunhu hwemamicroscopic hwegasi ispeed kana velocity (v), momentum (p), force (F), uye kinetic energy (EK) yemaatomu kana mamorekuru anoumba gasi.

Kuti tibatsire kuwana hukama uhwu, ngatifungei nezvemamorekuru egasi akawanda ari mumudziyo wakavharwa. Kureba kwebhokisi parutivi ndi l uye nzvimbo yaro yepakati i A.

Mamorekuru ane huremu (m) uye paanofamba ane speed (v). Nekuti mudziyo wacho wakavharwa, pane mukana wekuroverana pakati pemamorekuru nemadziro emudziyo ane surface area A.

Kuti tiite kuti ongororo ive nyore, tinongofunga nezvekusangana kunoitika pamadziro ekuruboshwe (madziro akafanana ne z-axis). Ngatitangei nekufunga nezvekusangana kunoitika nemorekuru imwe chete. Ngatiidaidze kuti molecule 1. Huremu hwayo ndi m1 _uye kumhanya kwayo ndi v1 _. Nzira yekufamba kuruboshwe yakaiswa kune negative, nepo nzira yekufamba kurudyi yakaiswa kune positive.

Tinogona kufunga kuti tisati tasvika pamadziro emudziyo, kufamba kwemorekuru kwakafanana ne x-axis uye kutungamira kwaro kwekufamba kuri kuruboshwe. Nokudaro, pane chikamu chekukurumidza pa x-axis chine kukosha kwakashata (‐v)._1x Nekuti ine huremu (m₁) uye kumhanya (-v)_1x), ipapo molekyuru ine simba (p₁ = ‐m₁ v_1x). Uku ndiko kutanga kwekufamba. Kana molekyuru ikarova madziro, inoshandisa simba rekuita pamadziro. Nekuti pane simba rekuita, madziro anoshandisa simba rekuita. Simba rekuita rinobva pamadziro rinoita kuti molekyuru ikwire kurudyi. Nekuti gwara rekufamba riri kurudyi, chikamu chekumhanya kwemorekyuru chiri chakanaka (v)._1x). Simba remorekuru mushure mekusangana kwetsaona ndeiri: p₂ = m₁ v_1xUyu ndiwo musimboti wekupedzisira.

Kukura kwekuchinja kwesimba nekuda kwekurovera ndekwekuti:

Mwero wose = mwero wekupedzisira - mwero wekutanga

huwandu hwe p = p ₂ – p ₁

p yose = m ₁ v _1x ‐ (‐m ₁ v _1x )

huwandu hwep = 2m ₁ v _1x

2m ₁ v _1x = simba rese rekusangana kamwe chete. Nekuti kuungana kwemamorekuru kunochinjika zvakakwana, hazviitiki kamwe chete asi kakawanda. Mukusangana kwakachinjika zvakakwana, mitemo yekuchengetedza simba uye mutemo wekuchengetedza simba inoshanda. Simba uye simba pamberi pekusangana = simba uye simba mushure mekusangana. Naizvozvo, mamorekuru haazomboregi kufamba (simba rinochengetedzwa). Kumhanya kwemamorekuru hakumbodzikiwo (simba rinochengetedzwa).

Mushure mekuroverana nemadziro ekuruboshwe, molekyuru inofamba ichienda kurudyi kusvika yaroverana nemadziro erudyi. Mushure mekuroverana nemadziro erudyi, molekyuru inodzokera kuruboshwe kuti iroverane nemadziro ekuruboshwe zvakare. Sezvo kureba kwerutivi rwebhokisi = l, wobva waroverana nemadziro ekuruboshwe kekutanga, molekyuru ichafamba chinhambwe che2l isati yaroverana nemadziro ekuruboshwe kechipiri (2l = daro rerwendo rwekutenderera). Pakufamba chinhambwe che2l, molekyuru ichada nguva yakati (ngatiidaidze kuti delta t). Huwandu hwenguva (delta t) inodiwa kuti molekyuru ifambe chinhambwe che2l, inonyorwa nemasvomhu seizvi:

Delta t inguva iri pakati pekusangana kwega kwega. Kana molekyuri ikarova madziro, inoshandisa simba rekuita pamadziro. Nekuti inogamuchira simba rekuita, madziro anoshandisa simba rekuita. Kuvapo kwesimba iri rekuita kunoita kuti molekyuri ifambe zvakare kurudyi. Muchiitiko ichi, kutungamira kwekufamba kwemorekyuri kunochinja. Pakutanga, molekyuri inofamba kuruboshwe (-v _1x ), mushure mekurova madziro, molekyuri inofamba kurudyi (v _1x ). Kuchinja kwekutungamira kwekufamba kunokonzera shanduko mu momentum (final momentum - initial momentum = m1 v1x - (-m1 v1x) = 2m1 v1x). Tinogona kutaura kuti shanduko mu momentum inoitika nekuda kwesimba rese rinoitwa nemadziro. Hukuru hwesimba rese rinoitwa nemadziro, maererano nemasvomhu:

Bhokisi riri pamusoro rinoratidza molekyuru imwe chete. Izvi hazvirevi kuti mune molekyuru imwe chete yegesi mubhokisi. Muchokwadi, kune mamorekyuru akawanda egasi. Hukuru hwesimba rose pamamorekyuru ese egasi mubhokisi ndehwemasvomhu:

F = F1 + F2 + F3 +….. + Fn

F1 = simba rose remorekuru 1

F2 = simba rose remorekuru 2

F3 = simba rose remorekuru 3

…… = nezvimwewo

Fn = simba rose remorekuru 4

Huwandu hwemamorekuru hwakakura kwazvo, saka tinongonyora chiratidzo n. n = molekyuru yekupedzisira.

m1 = huremu hwemorekuru 1, m2 = huremu hwemorekuru 2, m3 = huremu hwemorekuru 3, mn = huremu hwemorekuru yekupedzisira. m1 + m2 + m3 + ….. + mn = m (huremu hwegasi mubhokisi). l = kureba kwerutivi rwebhokisi. Mamorekuru ese anofanira kufamba ne l imwe chete.

v _12x = kumhanya kwemorekuru 1, v _{22 x} = kumhanya kwemorekuru 2, v _{33 x} = kumhanya kwemorekuru 3, v _{n2 x} = kumhanya kwemorekuru yekupedzisira. Kumhanya kwemorekuru yega yega kwakasiyana, saka tinofanira kuverenga avhareji yekumhanya kwemamorekuru ese. Kuti tiverenge avhareji yekumhanya kwemamorekuru, tinogona kupatsanura kumhanya kwemamorekuru ese nenhamba yemamorekuru. Mudzidziso yekinetic yemagasi, huwandu hwemamorekuru hunowanzo kupihwa chiratidzo N. Pamasvomhu, avhareji yekumhanya kwemamorekuru ese yakanyorwa seizvi:

Mutsananguro yapfuura, zvaifungidzirwa kuti mamorekuru anofamba akaenzana ne x-axis. Kufungidzira uku kwakaitwa kuti kuve nyore kuongorora chete. Muchokwadi, mamorekuru ese egasi ari mubhokisi haafambi mativi ese zvisina tsarukano. Nekuti kufamba kwawo kunoitika zvisina tsarukano, pamusoro pekuve neavhareji yevelocity component pa x-axis, mamorekuru anewo avhareji yevelocity component pa y-axis kana z-axis. Saka, avhareji yevelocity yemamorekuru egasi = huwandu hwese hweavhareji yevelocity components pa x-axis, y-axis, uye z-axis. Pamasvomhu, zvakanyorwa seizvi:

Nekuti mamorekuru anofamba zvisina tsarukano, zvikamu zvevelocity pa x-axis, y-axis, uye z-axis zvine hukuru hwakafanana. Pamasvomhu, izvi zvakanyorwa seizvi:

F = hukuru hwesimba rinoitwa nemamorekuru egasi pamadziro emudziyo une nzvimbo yepamusoro A.

Hukama huripo pakati peDzvinyiriro (P) neMicroscopic Quantities

Kudzvanyirira (P) huwandu hunoratidza hunhu hukuru hwegasi. Funga nezvekudzvanyirira zvichibva pahunhu hwegasi husingaonekwe. Hukuru hwekudzvanyirira kunoitwa nemamorekuru egasi pamadziro ane nzvimbo yakachinjika A ndeinotevera:

Information :

P = Kumanikidzwa

N = Nhamba yemamorekuru egasi

m = misa

v = Avhareji yekumhanya kwemamorekuru

V = huwandu hwemudziyo