Molekulinės kinetinės dujų teorijos lygtis

Šioje temoje nagrinėjama idealiųjų dujų modelis, apibūdinantis dujų slėgį ir molekulių judėjimą. Pagrindinė molekulinės kinetinės teorijos lygtis susieja slėgį su molekulių koncentracija, mase ir greičio kvadrato vidurkiu, taip pat parodo sąsają su vidutine kinetine energija. Taip pat aptariamas vakuumas ir dujų tankio apskaičiavimas.

Dujų slėgis
Dujų slėgis atsiranda dėl nuolatinių molekulių susidūrimų su indo sienelėmis. Kiekviena molekulė trumpam paveikia sienelę jėga, o visų jėgų suma sudaro atstojamąją jėgą. Slėgis yra atstojamosios jėgos, tenkančios ploto vienetui, dydis. Slėgis į visas indo sieneles yra vienodas dėl molekulių chaotiško judėjimo.
Dujų tankis
Naudojant molekulinės kinetinės teorijos pagrindinę lygtį, galima apskaičiuoti dujų tankį: \(\rho = \frac{3p}{v^2}\), kur \(\rho\) – dujų tankis, \(p\) – slėgis, \(v^2\) - greičio kvadrato vidurkis. Pavyzdys: Deguonies dujų tankis, esant \(1.3 * 10^5 \text{ Pa}\) slėgiui ir \(1.4 * 10^3 \text{ m/s}\) vidutiniam kvadratiniam greičiui, yra apytiksliai 0.2 kg/m³.
Idealiųjų dujų savybės
Idealiųjų dujų modelis naudojamas susieti makroskopinius dujų parametrus (slėgį, temperatūrą) su mikroskopiniais (molekulių skaičiumi, greičiu). Idealiųjų dujų molekulių tūris yra labai mažas, lyginant su indo tūriu, tarp jų nevyrauja traukos jėgos, o kinetinė energija yra didesnė už potencinę. Molekulių stūmos jėgos atsiranda tik joms susiduriant, o smūgiai yra tamprūs. Šis modelis panašus į praretintas realiąsias dujas.
Molekulinė kinetinė teorija
Ši lygtis susieja makroskopinį dujų parametrą (slėgį) su mikroskopiniais dydžiais: \(p = ⅓ * n * m_0 * v^2\), kur \(p\) – slėgis, \(n\) – molekulių koncentracija, \(m_0\) – vienos molekulės masė, \(v^2\) – greičio kvadrato vidurkis. Lygtį galima perrašyti naudojant vidutinę kinetinę energiją: \(p = ⅔ * n * E_k\). Tai rodo, kad slėgis tiesiogiai proporcingas molekulių slenkamojo judėjimo vidutinei kinetinei energijai.
Molekulių greičiai
Dujų molekulių greičiai yra skirtingi ir nuolat kinta dėl susidūrimų. Molekulių greičiams apibūdinti naudojamas greičio kvadrato vidurkis (\(v^2 = (v_1^2 + v_2^2 + v_3^2 + ... + v_n^2) / n\)), kur \(v_i\) – atskirų molekulių greičiai, \(n\) – molekulių skaičius. Aukštesnėje temperatūroje molekulių greičiai yra didesni.
Vakuumas
Labai praretintos realiosios dujos vadinamos vakuumu. Vakuumas skirstomas į superdidelį, didelį, vidutinį ir mažą. Superdideliame vakuume molekulės beveik nesusiduria. Vakuumas naudojamas įvairiuose prietaisuose, pavyzdžiui, kineskopuose, Rentgeno vamzdžiuose ir elektroninėse technologijose.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com