Кінетична теорія

Уявіть собі пакет з тонкого пластику, наповнений дзижчать бджолами, які випадковим чином натикаються один на одного і на стінки пакета. Якщо бджоли почнуть носитися з більшою швидкістю, їх жорсткі тіла будуть впливати на стінки пакету з більшою силою, змушуючи його роздуватися. Бджоли тут – це образ атомів і молекул газу. Кінетична теорія газу пояснює його макроскопічні властивості – такі як тиск, об’єм і температура – в рамках ідеї про постійному русі складових його частинок.

Згідно кінетичної теорії, температура газу залежить від швидкості частинок в резервуарі, а тиск виникає через зіткнень частинок зі стінками резервуара. Найпростіший варіант кінетичної теорії найбільш точний при виконанні деяких умов. Наприклад, газ повинен складатися з великої кількості невеликих ідентичних частинок, що рухаються випадковим чином з усіх напрямків. Зіткнення частинок між собою і зі стінками резервуара повинні бути пружними (без втрат енергії), і між частинками не повинні діяти ніякі інші сили. Крім того, середня відстань між частинками має бути достатньо велике.

Близько 1859 Джеймс Клерк Максвелл розвинув статистичний опис розподілу швидкостей молекул газу в залежності від температури. Наприклад, при підвищенні температури газу швидкість молекул збільшується. Максвелл також розглянув залежність в’язкості і дифузії газу від характеристик руху молекул. Людвіг Больцман в 1868 р узагальнив теорію Максвелла, що вилилося в закон розподілу Максвелла-Больцмана, що описує імовірнісний розподіл молекул газу за швидкостями (в потенційному полі сил. – Прим. Пер.) Залежно від температури. Цікаво, що в той час вчені все ще сперечалися, чи існують атоми.

Ми стикаємося з кінетичної теорії в нашому повсякденному житті. Наприклад, надуваючи шину або повітряна куля, ми додаємо в замкнутий простір молекули повітря. Як наслідок, зсередини порожнини в обмежують її стінки вдаряється більше молекул, ніж зовні. В результаті порожнина розширюється.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Кінетична теорія