Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Молекулярно-кинетический смысл температуры

ДОБАВИТЬ В КОНСПЕКТ

НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ

Макропараметры идеального газа Микропараметры идеального газа Основное уравнение МКТ Температура Тепловое равновесие

ПОЛНЫЙ ОТВЕТ

БЕЗ ВОДЫ

Без воды — краткий вариант ответа,
легко понять и запомнить

НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ

Макропараметры идеального газа: P – давление газа, V – объем газа, T – температура газа.

Микропараметры идеального газа: m0 – масса молекулы газа, v0 – скорость молекулы газа, p0 – импульс молекулы газа, Eк – кинетическая энергия поступательного движения молекулы газа.

Микропараметры описывают состояние отдельно взятой частицы (микротела), а макропараметры – состояние всей порции газа (макротела).

Основное уравнение МКТ:

, где – средняя скорость движения частиц, n – концентрация молекул.

Основное уравнение МКТ вводит прямо пропорциональную зависимость макропараметра давления от микропараметров массы молекулы и средней скорости движения в квадрате. То есть чем тяжелее частицы и чем больше их скорости, тем сильнее они врезаются в стенки сосуда и тем большее оказывают давление.

Другие формы записи уравнения:

Опытным путем установлено, что давление разреженного газа в сосуде постоянного объема V изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре: p ~ T.

С другой стороны, опыт показывает, что при неизменных объеме V и температуре T давление газа изменяется прямо пропорционально отношению количества вещества ν в данном сосуде к объему V сосуда: ~~

, где N – число молекул в сосуде, – постоянная Авогадро, n – концентрация молекул. Объединяя эти соотношения пропорциональности, можно записать:

, где k – постоянная Больцмана.

Сравнивая соотношения p = nkT с основным уравнением МКТ газов, можно получить:

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре. Таким образом, температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул.

Температура – это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. Возможность введения понятия температуры следует из опыта и носит название нулевого закона термодинамики. Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия. Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты.

Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными.