Ìlànà ìṣètò náà sọ pé gbogbo ohun tó ní átọ̀mù tàbí mókúlùkù ló ní àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù, àti pé àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù ń rìn láìsí àìbìkítà. Ìrònú yìí nípa ìlànà ìṣètò ìṣètò yìí bá ipò àti ipò átọ̀mù tàbí mókúlùkù ti èròjà gáàsì mu. Agbára ìfàmọ́ra láàárín àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù tó para pọ̀ di gáàsì náà lágbára débi pé àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù lè rìn láìsí ìtajà.
Nígbà tí a bá ń gbéra, àwọn átọ̀mù tàbí àwọn mọ́líkúùlù ní iyára. Àwọn átọ̀mù tàbí àwọn mọ́líkúùlù náà ní iyára. Nítorí pé ó ní iyára (m) àti iyára (v), nígbà náà átọ̀mù tàbí mọ́líkúùlù ní agbára kínẹ́ẹ̀tì (KE) àti iyára (p). Agbára kínẹ́ẹ̀tì: KE = 1/2 mv 2. Nígbà tí iyára: p = m v. Ní àfikún sí agbára kínẹ́ẹ̀tì àti iyára, agbára tún wà (F). Nígbà tí a bá ń gbéra láìsí ìdíwọ́, ìkọlù gbọ́dọ̀ wáyé. Nítorí náà, agbára máa ń pọ̀ sí i nítorí àwọn ìyípadà nínú iyára nígbà tí ìkọlù bá ṣẹlẹ̀. Agbára kínẹ́ẹ̀tì, iyára, àti agbára ìkọlù ni kókó ìjíròrò wa nípa iyára (àwọn òfin ìṣípo, iyára, àti iyára). A lè sọ pé ẹ̀kọ́ kinetic ti àwọn gaasi lo agbára ní ìpele atomiki tàbí mọ́líkúùlù.
Ìmọ̀ Gaasi Tó Dáadáa (tí a gbé kalẹ̀ lórí àwọn ohun-ìní macroscopic ti gaasi)
Nínú ìjíròrò nípa àwọn òfin gáàsì, a ti ṣàlàyé nípa ìwọ̀n mẹ́ta tí ó sọ ìrísí gáàsì gidi. Àwọn ìwọ̀n mẹ́ta tí a ń sọ̀rọ̀ nípa wọn ni Ìwọ̀n otútù (T), Ìwọ̀n (V) àti ìfúnpá (P). Ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n macroscopic mẹ́ta wọ̀nyí ni a sọ nínú Òfin Boyle, òfin Charles, àti òfin Gay Lussac. Jọ̀wọ́ ẹ kíyèsí pé àwọn òfin mẹ́ta wọ̀nyí kan gáàsì gidi tí ó ní ìwọ̀n titẹ àti ìwọ̀n (density = mass/volume) tí kò tóbi jù. Àwọn òfin mẹ́ta wọ̀nyí kan gáàsì gidi kan tí ìwọ̀n otútù rẹ̀ kò sún mọ́ ibi tí ó ń hó.
Òfin Boyle, òfin Charles, àti òfin Gay-Lussac kò kan gbogbo ipò gáàsì gidi kí a lè ṣe àwòṣe gáàsì tó dára. Gáàsì tó dára kò sí ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́; gáàsì tó dára jù ni àwòṣe pípé tí a ṣe láti ran ìwádìí wa lọ́wọ́, bíi ti àwọn ara líle àti omi tó dára jù. Nítorí náà, a gbà pé òfin Boyle, òfin Charles àti òfin Gay-Lussac kan gbogbo ipò gáàsì tó dára jù. Wíwà àwòṣe gáàsì tó dára jù ń ràn wá lọ́wọ́ láti ṣe àtúnyẹ̀wò ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n gáàsì tó pọ̀ jù.
Òfin gaasi tó dára jùlọ ni a fihàn nínú àwọn ìṣètò méjì, PV = nRT (òfin gaasi tó dára jùlọ nínú iye moles) àti PV = NkT (òfin gaasi tó dára jùlọ nínú iye moles). A gbà pé gaasi tó dára jùlọ bá àwọn ìṣètò méjì wọ̀nyí mu. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, òfin gaasi tó dára jùlọ kan gbogbo àwọn ipò gaasi tó dára jùlọ, yálà ìfúnpá gaasi tó dára jùlọ tàbí ìwọ̀n tó pọ̀jù tàbí nígbà tí ìwọ̀n gaasi tó dárajù bá súnmọ́ ibi tí a ti ń hó. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, òfin gaasi tó dára jùlọ kò kan gbogbo àwọn ipò gaasi gidi. Òfin gaasi tó dára jùlọ kan náà nígbà tí ìfúnpá àti ìwọ̀n gaasi gidi kò bá tóbi jù. Òfin gaasi tó dára jùlọ náà kan náà nígbà tí ìwọ̀n otutu gaasi gidi kò bá súnmọ́ ibi tí a ti ń hó. Gẹ́gẹ́ bí àpèjúwe kúkúrú yìí, a lè sọ pé gaasi gidi ní àwọn ànímọ́ tó jọra sí gaasi tó dárajù kìkì nígbà tí ìwọ̀n gidi bá wà,
ati titẹ gaasi ko tobi ju ati nigbati iwọn otutu gaasi gidi ko ba sunmọ aaye sise.
A ṣe àtúnyẹ̀wò èrò nípa gáàsì tó dára jùlọ tí a ti ṣàlàyé rẹ̀ lókè yìí nípa lílo àwọn ànímọ́ macroscopic. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé gáàsì tó dára jùlọ jẹ́ àpẹẹrẹ tó dára nìkan, a ṣì kà gáàsì tó dára sí gáàsì tó ní àwọn átọ̀mù tàbí àwọn molecule tó ń rìn fàlàlà. Nítorí náà, yóò dára tí a bá tún jíròrò èrò gáàsì tó dára jùlọ láti ojú ìwòye kékeré.
Ìmọ̀ Gaasi Tó Dáadáa (tí a gbé ka orí àwọn ohun-ìní afẹ́fẹ́ onípele kékeré)
Àwọn àpèjúwe kúkúrú díẹ̀ nìyí tí ó ṣàlàyé àwọn ipò kékeré ti gaasi pípé, èyí tí a gbé karí Ìmọ̀ Gas Kinetic Theory:
1. Gaasi pípé kan ní àwọn èròjà, tí a ń pè ní molecule. Àwọn molecule gaasi pípé náà lè ní átọ̀mù kan tàbí ọ̀pọ̀lọpọ̀ átọ̀mù nínú. Molecule kọ̀ọ̀kan ní ìwọ̀n (m) ó sì ń rìn láìròtẹ́lẹ̀ ní gbogbo ìtọ́sọ́nà ní ìwọ̀n pàtó kan (v).
2. Ijinna laarin molikula kọọkan ga ju iwọn ila opin molikula kọọkan lọ.
3. Àwọn molecule wọ̀nyí ń tẹ̀lé òfin ìṣípo, wọ́n sì ń bá ara wọn lò nígbà tí ìkọlù bá ṣẹlẹ̀.
4. Ìjàpọ̀ láàárín àwọn molecule àti àwọn molecule tàbí láàárín àwọn molecule pẹ̀lú ògiri àpótí ni ìjàpọ̀ pípé, ìjàpọ̀ kọ̀ọ̀kan sì máa ń wáyé ní àkókò kúkúrú.
Nínú ìkọlù pípé, òfin ìpamọ́ agbára wúlò (agbára ṣáájú ìkọlù = agbára lẹ́yìn ìkọlù) àti òfin ìpamọ́ agbára (momentum ṣáájú ìkọlù = momentum lẹ́yìn ìkọlù).
Àtúnyẹ̀wò ìkọlù ìgbìmọ̀-ìṣekúṣe fún ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ nípa àwọn gaasi
Ṣe àtúnyẹ̀wò ìbáṣepọ̀ oníwọ̀n láàrín àwọn ìwọ̀n macroscopic àti àwọn ìwọ̀n macroscopic ti gaasi. Àwọn ìwọ̀n tí ó sọ nípa ìwà macroscopic ti gaasi ni ìwọ̀n otútù (T), ìwọ̀n (V) àti ìtẹ̀sí (P). Nígbà tí àwọn ìwọ̀n tí ó sọ nípa ìwà macroscopic ti gaasi jẹ́ velocity tàbí velocity (v), momentum (p), force (F) àti kinetic energy (EK) ti àwọn átọ̀mù tàbí molecule tí ó para pọ̀ di gaasi náà.
A ṣe àtúnyẹ̀wò àwọn molecule gaasi kan nínú àpótí tí a ti sé. Gígùn ẹ̀gbẹ́ àpótí náà = l àti agbègbè ìpín-ìpín = A.
Àwọn Mólékúlù ní ìwọ̀n (m) àti, nígbà tí wọ́n bá ń gbéra, mólékúlù náà ní iyàrá (v). Nítorí pé àpótí náà ti sé, ó ṣeé ṣe kí àwọn mólékúlù náà kọlù láàárín àwọn mólékúlù àti ògiri ọkọ̀ ojú omi tí ó ní agbègbè ojú A.
Láti mú kí ìwádìí náà rọrùn, ìkọlù tí ó ṣẹlẹ̀ lórí ògiri òsì nìkan ni a ó máa ṣe (ògiri tí ó jọra sí ààyè z). Àkọ́kọ́, a ó máa jíròrò ìkọlù tí molecule kan ní. Pè é ní molecule 1. Ìwọ̀n molecule = m1 àti iyára ìṣípò = v1. A ṣètò ìtọ́sọ́nà ìṣípò sí òsì sí odi, nígbà tí a ṣètò ìtọ́sọ́nà ìṣípò sí ọ̀tún sí rere.
A le ro pe ki a to kọlu ogiri apoti naa, išipopada molikula naa wa ni afiwe si ipo x ati itọsọna ti išipopada si apa osi. Nitorinaa, apakan iyara kan wa lori ipo x ti o jẹ odi (-v)1xNítorí pé ó ní ìwọ̀n (m1) àti iyára (-v1x), moleku naa ni agbara (p1 = -m1 v1x). Èyí ni ìṣípo àkọ́kọ́. Nígbà tí ó bá dojúkọ ògiri, molecule náà ń pèsè agbára ìgbésẹ̀ lórí ògiri. Nítorí pé agbára ìgbésẹ̀ kan wà, ògiri náà ń pèsè agbára ìgbésẹ̀ kan. Agbára ìgbésẹ̀ láti ògiri náà ń mú kí molecule náà hàn ní apá ọ̀tún. Nítorí ìtọ́sọ́nà ìṣípo sí apá ọ̀tún, apá molecule náà jẹ́ rere (v1x) Ìṣípo moleku lẹ́yìn ìjamba náà jẹ́ p2 = m1 v1xÀkókò ìkẹyìn nìyí.
Ìwọ̀n ìyípadà nínú agbára tí ó ń ṣẹlẹ̀ nítorí àwọn ìkọlù ni:
Ìṣíṣẹ́ gbogbo = ìṣíṣẹ́ ìkẹyìn—ìṣíṣẹ́ àkọ́kọ́
apapọ p = p 2 – p 1
àpapọ̀ p = m 1 v 1x – (-m 1 v 1x )
àpapọ̀ p = 2m 1 v 1x
2m 1 v 1x = gbogbo agbara fun ijamba kan. Nitori awọn ijamba molikula ni ijamba pipe, awọn ijamba kii ṣe lẹẹkan nikan, ṣugbọn leralera. Ninu ijamba pipe, ofin itoju agbara ati ofin itoju agbara waye. Agbara ati iyara ṣaaju ijamba = agbara ati iyara lẹhin ijamba. Nitorinaa, molikula kii yoo da gbigbe duro (agbara ailopin). Iyara molikula kii yoo dinku rara (ilọsiwaju iyara).
Lẹ́yìn tí molecule náà bá ti dojúkọ ògiri òsì, molecule náà yípo sí ọ̀tún títí tí yóò fi dé ògiri ọ̀tún. Lẹ́yìn tí molecule náà bá ti dojúkọ ògiri ọ̀tún, molecule náà yípo padà sí òsì ó sì tún lu ògiri òsì. Nítorí pé gígùn ẹ̀gbẹ́ àpótí náà = l, lẹ́yìn náà lẹ́yìn tí ó bá ti dojúkọ ògiri òsì fún ìgbà àkọ́kọ́, molecule náà yóò rìn ìrìn àjò 2l kí ó tó dojúkọ ògiri òsì ní ìgbà kejì. Nígbà tí ó bá ń gbéra dé 2l, molecule náà gbọ́dọ̀ nílò àkókò kan pàtó ( Δt ). Iye àkókò àlàfo ( Δt ) tí molecule náà nílò láti gbé dé 2l, jẹ́ ìṣirò:
Δt ni ààlà àkókò láàárín ìkọlù kọ̀ọ̀kan. Nígbà tí ó bá dojúkọ ògiri kan, molecule náà ń pèsè agbára ìgbésẹ̀ kan lórí ògiri. Nítorí agbára ìgbésẹ̀ náà, ògiri náà ń pèsè agbára ìgbésẹ̀ kan. Wíwà agbára ìgbésẹ̀ yìí ń mú kí molecule náà tún padà sí ọ̀tún. Nínú ọ̀ràn yìí, ìtọ́sọ́nà ìgbésẹ̀ molecule yí padà. Ní àkọ́kọ́, molecule náà ń lọ sí òsì (-v1x), lẹ́yìn tí ó bá ti dojúkọ ògiri náà, molecule náà ń lọ sí ọ̀tún (v 1x ). Àwọn ìyípadà nínú ìtọ́sọ́nà ìgbésẹ̀ máa ń fa àwọn ìyípadà nínú agbára ìgbésẹ̀ (ìṣípayá ìkẹ́yìn – agbára ìbẹ̀rẹ̀ = m 1 v 1x – (-m 1 v 1x ) = 2m 1 v 1x ). A lè sọ pé ìyípadà nínú agbára ìgbésẹ̀ náà máa ń wáyé nítorí pé ògiri náà ń fúnni ní agbára àpapọ̀. Iye agbára àpapọ̀ tí ògiri náà fúnni, ní ti ìṣirò:
Nínú àpótí tó wà lókè yìí, molikula kan ṣoṣo ni a ṣàlàyé. Èyí kò túmọ̀ sí pé molikula gaasi kan ṣoṣo ló wà nínú àpótí náà. Ní òótọ́, ọ̀pọ̀lọpọ̀ molikula gaasi ló wà. Iye agbára gbogbo fún gbogbo molikula gaasi nínú àpótí náà, ní ti ìṣirò:
F = F 1 + F 2 + F 3 + ….. + F n
F 1 = agbára àpapọ̀ fún mókúlúkù 1
F 2 = agbára àpapọ̀ fún mókúlúkù 2
F 3 = agbára àpapọ̀ fún mókúlúkù 3
…… = ati bẹẹ bẹẹ lọ
F n = agbára àpapọ̀ fún àwọn molecule 4
n = moleku ikẹhin.
m1 = ìwọ̀n molikula 1, m2 = ìwọ̀n molikula 2, m3 = ìwọ̀n moleku 3, mn = ìwọ̀n moleku tó kẹ́yìn. m1 + m2 + m3 + ….. + mn = m (ìwọ̀n gáàsì nínú àpótí). l = gígùn ẹ̀gbẹ́ àpótí náà.
v 12x = iyara molikula 1, v 22 x = iyara molikula 2, v 33 x = iyara molikula 3, v n2 x = iyara molikula ikẹhin. Iyara molikula kọọkan yatọ, nitorinaa a nilo lati ṣe iṣiro iyara apapọ ti gbogbo awọn molikula. Lati ṣe iṣiro iyara apapọ ti molikula kan, a le pin iyara gbogbo awọn molikula nipasẹ nọmba awọn molikula. Ninu ẹkọ kinetic ti gaasi, nọmba awọn molikula ni a maa n fun ni aami N. Ni iṣiro, iyara apapọ ti gbogbo awọn molikula ni a kọ:
A so idogba b pọ mọ idogba a:
F = agbára, m = ìwọ̀n àwọn gáàsì, l = gígùn ẹ̀gbẹ́ àpótí náà, N = iye àwọn mókúlùkù.
Nínú àlàyé tó ṣáájú, a gbà pé ìṣípo àwọn molecule tí ó jọra sí x-axis. Àgbéyẹ̀wò yìí ni a ṣe láti mú kí ìwádìí wa rọrùn. Ní òótọ́, gbogbo àwọn molecule gaasi nínú àpótí kì í gbéra sí ìhà èyíkéyìí ní àìròtẹ́lẹ̀. Nítorí pé ìṣípo náà ń ṣẹlẹ̀ láìròtẹ́lẹ̀, yàtọ̀ sí pé ó ní ìpín ìṣípo apapọ lórí x-axis, molecule náà ní ìpín ìṣípo apapọ lórí y-axis tàbí z-axis. Nítorí náà, ìwọ̀n ìṣípo apapọ ti molecule gaasi kan = iye àpapọ̀ àwọn ìpín ti ìwọ̀n ìṣípo apapọ lórí x-axis, y-axis, àti z-axis. Ní ti ìṣirò:
Nítorí pé àwọn molecule ń gbéra láìròtẹ́lẹ̀, àwọn èròjà iyara lórí axis-x, axis-y, àti z-axis ní ìwọ̀n kan náà. Ní ti ìṣirò:
A so idogba 2 pọ mọ idogba 1 :
A so idogba 3 pọ mọ idogba n c :
F = iye agbara ti awọn molikula gaasi n lo lori ogiri apoti naa, eyiti o ni agbegbe dada ti A.
Àjọṣepọ̀ láàárín ìfúnpá (P) àti ìwọ̀n kékeré
Ìfúnpá (P) jẹ́ iye kan tó ń sọ bí gáàsì ṣe rí gan-an. Àtúnyẹ̀wò Ìfúnpá náà dá lórí àwọn ohun tí a kò lè fojú rí nínú gáàsì náà. Iye ìfúnpá tí mólúkúlùkù gáàsì náà fún ní orí ògiri tó ní agbègbè A tí ó jẹ́ ààlà ni:
P = titẹ, N = nọmba awọn molikula gaasi, m = iwuwo, v = Iyara apapọ ti molikula kan, V = iwọn didun ti apoti
