Ìmọ̀ nípa kínẹ́ẹ̀tì àwọn gáàsì sọ pé gbogbo ohun èlò ni a ṣe láti inú átọ̀mù tàbí mókúlùkù, àti pé àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù wọ̀nyí wà ní ìṣípo tí kò ṣeé yí padà. Ìmọ̀ nípa kínẹ́ẹ̀tì yìí bá ipò àti ipò àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù tí ó para pọ̀ di gáàsì mu. Àwọn agbára ìfàmọ́ra láàárín àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù tí ó para pọ̀ di gáàsì jẹ́ aláìlera gan-an, èyí tí ó ń jẹ́ kí àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù máa rìn fàlàlà.
Nígbà tí a bá ń gbéra, àwọn átọ̀mù tàbí àwọn mọ́líkúùlù ní iyára. Àwọn átọ̀mù tàbí àwọn mọ́líkúùlù náà ní iyára. Nítorí pé wọ́n ní iyára (m) àti iyára (v), àwọn átọ̀mù tàbí àwọn mọ́líkúùlù ní agbára kínẹ́ẹ̀tì (EK) àti iyára (p). Agbára kínẹ́ẹ̀tì : EK = 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, àwọn ìkọlù dájú pé yóò ṣẹlẹ̀. Nítorí náà, agbára máa ń dìde nítorí ìyípadà nínú iyára nígbà tí ìkọlù bá ṣẹlẹ̀. Rántí ìjíròrò nípa iyára àti iyára. Agbára kínẹ́ẹ̀tì, iyára àti iyára ni kókó ìjíròrò wa nínú ohun èlò ìkọlù (àwọn òfin Newton, iyára àti iyára). A lè sọ pé ẹ̀kọ́ kinetic ti àwọn gaasi ní ìmọ̀ sáyẹ́ǹsì ti iyára ní ìpele àwọn átọ̀mù tàbí àwọn mọ́líkúùlù tí ó para pọ̀ di àwọn ohun èlò gaasi.
Ìmọ̀ Gaasi Tó Dáadáa (tí a gbé kalẹ̀ lórí àwọn ohun-ìní macroscopic ti àwọn gaasi)
Nínú ìjíròrò nípa òfin gáàsì, a ṣàlàyé ìwọ̀n mẹ́ta tí ó ṣàlàyé àwọn ànímọ́ gáàsì gidi. Àwọn ìwọ̀n mẹ́ta wọ̀nyí ni Ìwọ̀n otútù (T), Ìwọ̀n (V), àti Ìtẹ̀sí (P). Ìbáṣepọ̀ láàrín àwọn ìwọ̀n macroscopic mẹ́ta wọ̀nyí ni a fihàn nínú Òfin Boyle, Òfin Charles, àti Òfin Gay-Lussac. Ó yẹ kí a kíyèsí pé àwọn òfin mẹ́ta wọ̀nyí kan àwọn gáàsì gidi tí wọ́n ní ìwọ̀n titẹ àti ìwọ̀n tí ó kéré (density = mass / volume). Àwọn òfin mẹ́ta wọ̀nyí kan àwọn gáàsì gidi tí ìwọ̀n otútù wọn kò súnmọ́ ibi tí wọ́n ti ń hó.
Òfin Boyle, òfin Charles, àti òfin Gay-Lussac kò kan gbogbo ipò gáàsì gidi, nítorí náà a lè ṣẹ̀dá àpẹẹrẹ gáàsì pípé kan. Àwọn gáàsì pípé kò sí ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́; wọ́n wulẹ̀ jẹ́ àwọn àpẹẹrẹ pípé tí a ṣẹ̀dá láti ran ìwádìí wa lọ́wọ́, tí ó jọ ara líle àti àwọn omi tó dára. Nítorí náà, a gbà pé òfin Boyle, òfin Charles, àti òfin Gay-Lussac kan gbogbo ipò gáàsì pípé kan. Wíwà àpẹẹrẹ gáàsì pípé kan ń ràn wá lọ́wọ́ láti ṣàyẹ̀wò ìbáṣepọ̀ láàárín ìwọ̀n gáàsì ńlá.
Òfin gaasi tó dára jùlọ ni a fi hàn nínú àwọn ìṣètò méjì, eyun PV = nRT (òfin gaasi tó dára jùlọ nínú àwọn moles) àti PV = NkT (òfin gaasi tó dára jùlọ nínú àwọn molekulu). A gbà pé gaasi tó dára jùlọ bá àwọn ìṣètò méjèèjì yìí mu. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, òfin gaasi tó dára jùlọ kan gbogbo àwọn ipò gaasi tó dára jùlọ, nígbà tí ìfúnpá tàbí ìwọ̀n gaasi tó dára jùlọ bá tóbi púpọ̀ àti nígbà tí ìwọ̀n gaasi tó dára jùlọ bá súnmọ́ ibi tí ìfúnpá náà wà. Ní ọ̀nà mìíràn, 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 gaasi gidi kò bá súnmọ́ ibi tí ìfúnpá náà wà. Gẹ́gẹ́ bí àpèjúwe kúkúrú yìí, a lè sọ pé àwọn gaasi gidi ní àwọn ànímọ́ tó jọra sí àwọn gaasi tó dára kìkì nígbà tí ìwọ̀n àti titẹ gaasi gidi kò bá tóbi jù àti nígbà tí ìwọ̀n gaasi gidi kò bá súnmọ́ ibi tí ìfúnpá náà wà.
A ṣe àyẹ̀wò èrò gáàsì tó dára jùlọ tí a ṣàlàyé lókè yìí láti ojú ìwòye macroscopic. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé gáàsì tó dára jù jẹ́ àpẹẹrẹ tó dára jù, a ṣì kà á sí gáàsì tó ní àwọn átọ̀mù tàbí mókúlùkù tó ń gbéra láìsí ìṣòro. Nítorí náà, yóò wúlò láti jíròrò èrò gáàsì tó dára jù láti ojú ìwòye aláìlágbára.
Ìmọ̀ràn Gáàsì Tó Dáadáa (tí a gbé kalẹ̀ lórí àwọn ohun-ìní afẹ́fẹ́ tí kò ṣeé fojú rí)
Àpèjúwe kúkúrú kan nìyí tó ṣàlàyé àwọn ipò kékeré ti gaasi tó dára jùlọ, èyí tó dá lórí Ìmọ̀ Kinetic of Gases:
1. Gaasi pípé kan ní àwọn èròjà, tí a ń pè ní molecule. Iye àwọn molecule náà tóbi gan-an. Àwọn molecule gaasi pípé le ní átọ̀mù kan tàbí ọ̀pọ̀lọpọ̀ átọ̀mù. Molecule kọ̀ọ̀kan ní ìwọ̀n (m) ó sì ń rìn láìròtẹ́lẹ̀ ní gbogbo ìhà ní iyára kan pàtó (v).
2. Ijinna laarin molikula kọọkan tobi 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 tàbí láàárín àwọn molecule àti àwọn ògiri àpótí náà jẹ́ ìjàpọ̀ tí ó rọ̀ jọjọ, ìjàpọ̀ kọ̀ọ̀kan sì máa ń wáyé láàárín àkókò kúkúrú.
Nínú ìkọlù tí ó ní ìrọ̀rùn tí ó péye, òfin ìpamọ́ agbára wúlò (agbára kí ó tó kọlù = agbára lẹ́yìn ìkọlù) àti òfin ìpamọ́ agbára (momentum kí ó tó kọlù = momentum lẹ́yìn ìkọlù).
Àtúnyẹ̀wò Ìkọlù-Ìkọlù fún Ìmọ̀-ẹ̀rọ Kinetic ti Àwọn Gáàsì
Ṣe àtúnyẹ̀wò ìbáṣepọ̀ oníwọ̀n láàrín ìwọ̀n macroscopic àti ìwọ̀n microscopic ti gaasi. Àwọn ìwọ̀n tí ó ṣàpèjúwe àwọn ànímọ́ macroscopic ti gaasi ni ìwọ̀n otútù (T), ìwọ̀n (V), àti ìfúnpá (P). Ní àkókò kan náà, àwọn ìwọ̀n tí ó ṣàpèjúwe àwọn ànímọ́ microscopic ti gaasi ni iyára tàbí iyára (v), agbára (p), agbára (F), àti agbára kinetic (EK) ti àwọn átọ̀mù tàbí àwọn mọ́lẹ́kúlù tí ó para pọ̀ di gaasi náà.
Láti ran wa lọ́wọ́ láti ní ìbáṣepọ̀ yìí, ẹ jẹ́ ká gbé àwọn molecule gaasi kan yẹ̀wò nínú àpótí tí a ti dì. Gígùn ẹ̀gbẹ́ àpótí náà jẹ́ l àti agbègbè ìpín rẹ̀ jẹ́ A.
Àwọn Mólékúlù ní ìwọ̀n (m) nígbà tí wọ́n bá ń gbéra, wọ́n ní iyàrá (v). Nítorí pé àpótí náà ti sé, ó ṣeé ṣe kí ó máa rú láàrín àwọn mólékúlù àti àwọn ògiri àpótí náà tí ó ní agbègbè ojú A.
Láti mú kí ìwádìí náà rọrùn, a kàn gbé ìkọlù tí ó ṣẹlẹ̀ lórí ògiri òsì yẹ̀ wò (ògiri tí ó jọra sí ààyè z). Ẹ jẹ́ kí a kọ́kọ́ gbé ìkọlù tí mọ́líkúùlù kan ṣoṣo ní yẹ̀ wò. Ẹ jẹ́ kí a pè é ní mọ́líkúùlù 1. Ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ m1 àti iyàrá rẹ̀ jẹ́ v1 . Ìtọ́sọ́nà ìṣípò sí òsì ni a ṣètò sí odi, nígbà tí ìtọ́sọ́nà ìṣípò sí ọ̀tún ni a ṣètò sí rere.
A le ro pe ki a to lu ogiri apoti naa, išipopada molikula naa wa ni afiwe si ipo x ati itọsọna išipopada rẹ wa ni apa osi. Nitorinaa, apakan iyara kan wa lori ipo x ti o ni iye odi (‐v)1x Nítorí pé ó ní ìwọ̀n (m1) àti iyára (-v1x), lẹ́yìn náà molecule náà ní agbára (p1 = -m1 v1x). Èyí ni ìṣípo àkọ́kọ́. Nígbà tí molecule bá kọlu ògiri, ó máa ń lo agbára ìgbésẹ̀ kan lórí ògiri. Nítorí pé agbára ìgbésẹ̀ kan wà, ògiri náà máa ń lo agbára ìgbésẹ̀ kan. Agbára ìgbésẹ̀ láti ògiri náà máa ń mú kí molecule náà máa fò sí ọ̀tún. Nítorí pé ìtọ́sọ́nà ìgbésẹ̀ wà sí ọ̀tún, apá iyàrá molecule náà jẹ́ rere (v1x) Iṣipopada molikula lẹhin ijamba naa ni: p2 = m1 v1xÈyí ni ìṣípayá ìkẹyìn.
Ìwọ̀n ìyípadà nínú agbára ìṣiṣẹ́ nítorí ìjamba náà ni:
Iṣipopada apapọ = agbara ikẹhin – agbara ibẹrẹ
àpapọ̀ 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 jẹ rirọ pipe, wọn kii ṣe lẹẹkanṣoṣo ṣugbọn leralera. Ninu awọn ijamba rirọ pipe, awọn ofin ti itoju agbara ati ofin ti itoju ti ipa naa waye. Agbara ati ipa ṣaaju ijamba = agbara ati ipa lẹhin ijamba. Nitorinaa, awọn molikula kii yoo da gbigbe duro (agbara ni a fipamọ). Iyara awọn molikula tun kii dinku (ipa naa ni a fipamọ).
Lẹ́yìn tí ó bá ti dojúkọ ògiri òsì, molecule náà yóò lọ sí ọ̀tún títí yóò fi dojúkọ ògiri ọ̀tún. Lẹ́yìn tí ó bá ti dojúkọ ògiri ọ̀tún, molecule náà yóò padà sí òsì láti dojúkọ ògiri òsì lẹ́ẹ̀kan síi. 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 fún ìgbà kejì (2l = ìrìn àjò yípo). Nígbà tí ó bá ń gbé ìrìn àjò 2l, molecule náà yóò nílò àkókò kan pàtó (ẹ jẹ́ kí a pè é ní delta t). Iye àkókò tí molecule náà nílò fún ìrìn àjò 2l ni a kọ ní ìlànà ìṣirò báyìí:
Delta t ni ààlà àkókò láàárín ìkọlù kọ̀ọ̀kan. Nígbà tí molecule bá kọlu ògiri, ó máa ń lo agbára ìgbésẹ̀ kan lórí ògiri. Nítorí pé ó gba agbára ìgbésẹ̀ kan, ògiri náà máa ń lo agbára ìgbésẹ̀ kan. Wíwà agbára ìgbésẹ̀ yìí máa ń mú kí molecule náà tún padà sí ọ̀tún. Nínú ọ̀ràn yìí, ìtọ́sọ́nà ìgbésẹ̀ molecule náà máa ń yípadà. Ní àkọ́kọ́, molecule náà máa ń lọ sí òsì (-v 1x ), lẹ́yìn tí ó bá ti lu ògiri náà, molecule náà máa ń lọ sí ọ̀tún (v 1x ). Ìyípadà nínú ìtọ́sọ́nà ìgbésẹ̀ máa ń fa ìyípadà nínú agbára ìgbésẹ̀ (ìṣípayá ìṣípayá - agbára ìbẹ̀rẹ̀ = m1 v1x - (-m1 v1x) = 2m1 v1x). A lè sọ pé ìyípadà nínú agbára ìgbésẹ̀ náà máa ń wáyé nítorí agbára àpapọ̀ tí ògiri náà ń lò. Ìwọ̀n agbára àpapọ̀ tí ògiri náà ń lò, ní ti ìṣirò:
Àpótí tó wà lókè yìí fi mọ́líkúùlù kan ṣoṣo hàn. Èyí kò túmọ̀ sí pé mọ́líkúùlù gáàsì kan ṣoṣo ló wà nínú àpótí náà. Ní òótọ́, ọ̀pọ̀lọpọ̀ mọ́líkúùlù gáàsì ló wà. Ìwọ̀n agbára gbogbo lórí gbogbo mọ́líkúùlù gáàsì nínú àpótí náà jẹ́ ti ìṣirò:
F = F1 + F2 + F3 +….. + Fn
F1 = agbára àpapọ̀ fún mókúlúkù 1
F2 = agbára àpapọ̀ fún mókúlúkù 2
F3 = agbára àpapọ̀ fún mókúlúkù 3
…… = ati bẹẹ bẹẹ lọ
Fn = agbára àpapọ̀ fún mókúlúkù 4
Iye awọn molikula tobi pupọ, nitorinaa a kan kọ aami n. n = molikula ikẹhin.
m1 = ìwọ̀n moleku 1, m2 = ìwọ̀n moleku 2, m3 = ìwọ̀n moleku 3, mn = ìwọ̀n moleku tó kẹ́yìn. m1 + m2 + m3 + ….. + mn = m (ìwọ̀n èéfín nínú àpótí). l = gígùn ẹ̀gbẹ́ àpótí náà. Gbogbo moleku gbọ́dọ̀ rìn ní l kan náà.
v 12x = iyara ti molikula 1, v 22 x = iyara ti molikula 2, v 33 x = iyara ti molikula 3, v n2 x = iyara ti molikula kẹhin. Iyara ti molikula kọọkan yatọ, nitorinaa a nilo lati ṣe iṣiro iyara apapọ ti gbogbo awọn molikula. Lati ṣe iṣiro iyara apapọ ti awọn molikula, a le pin iyara gbogbo awọn molikula nipasẹ nọmba awọn molikula. Ninu ẹkọ kinetic ti awọn gaasi, nọmba awọn molikula ni a maa n fun ni aami N. Ni iṣiro, iyara apapọ ti gbogbo awọn molikula ni a kọ bi eleyi:
Nínú àlàyé tó ṣáájú, a gbà pé àwọn molecule náà ń gbéra ní ìfẹ̀sẹ̀tẹ̀ sí x-axis. A gbé èrò yìí kalẹ̀ láti mú kí ìwádìí náà rọrùn nìkan. Ní òótọ́, gbogbo àwọn molecule gaasi nínú àpótí náà kì í gbéra ní gbogbo ìtọ́sọ́nà láìròtẹ́lẹ̀. Nítorí pé ìṣíkiri wọn ń ṣẹlẹ̀ láìròtẹ́lẹ̀, ní àfikún sí níní ìpín ìyẹ́sí lápapọ̀ lórí x-axis, àwọn molecule náà ní ìpín ìyẹ́sí lápapọ̀ lórí y-axis tàbí z-axis. Nítorí náà, ìwọ̀n ìyẹ́sí lápapọ̀ ti àwọn molecule gaasi = àpapọ̀ àpapọ̀ àwọn ìpín ìyẹ́sí lápapọ̀ lórí x-axis, y-axis, àti z-axis. Ní ti ìṣirò, a kọ ọ́ báyìí:
Nítorí pé àwọn molecule náà ń gbéra láìròtẹ́lẹ̀, àwọn ẹ̀yà iyara lórí axis-x, axis-y, àti z-axis ní ìwọ̀n kan náà. Ní ti ìṣirò, a kọ èyí báyìí:
F = iye agbara ti awọn molikula gaasi n lo lori awọn ogiri ti apoti kan ti o ni agbegbe oju A.
Ìbáṣepọ̀ láàrín Ìfúnpá (P) àti Àwọn Iye Onímọ̀
Ìfúnpá (P) jẹ́ iye kan tí ó ń fi àwọn ànímọ́ macroscopic ti gaasi hàn. Gbé ìfúnpá náà yẹ̀wò ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ànímọ́ microscopic ti gaasi. Ìwọ̀n ìfúnpá tí àwọn molecule gaasi ń lò lórí ògiri kan pẹ̀lú agbègbè ìpín-apakan A ni:
Alaye:
P = Ìfúnpá
N = Iye awọn molikula gaasi
m = ìwọ̀n
v = Iyára apapọ ti awọn molikula
V = iwọn didun ti apoti naa
