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.
Related posts:
- Рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу Тиск газу на стінку посудини створюється ударами про неї молекул газу, при яких відбувається зміна імпульсів молекул і стінки. Очевидно, тиск газу на стінки посудини тим більше, чим більший імпульс передають молекули стінці, а імпульс молекули, як вам відомо, залежить від маси молекули т0 і від швидкості її руху v. Оскільки макроскопічне тіло складається з […]...
- Розподіл молекул за швидкостями У таблиці 13 наведено розподіл молекул азоту за швидкостями при кімнатній температурі. З таблиці видно, що найбільше число молекул мають швидкості, значення яких лежать в інтервалі від 300 до 500 м / с, 91% молекул мають швидкості, значення яких укладені в інтервалі від 100 до 700 м / с, і лише 9% молекул мають значення […]...
- Ізобаричний процес – коротко Як і всі тіла, гази при нагріванні розширюються. Продемонструємо це. Закриємо колбу пробкою, в яку вставлена зігнута під прямим кутом скляна трубка (рис. 82). У горизонтальній частині трубки помістимо стовпчик підфарбованою води. При нагріванні колби навіть руками буде видно, як стовпчик води зміщується вправо, а при охолодженні – вліво. У цьому випадку міняються температура і […]...
- Тиск газу: формули Тиск газу – важлива величина, що має не тільки теоретичне, а й практичне значення. Розглянемо формулу тиску газу, що використовується в молекулярній фізиці, з поясненнями, необхідними для кращого розуміння. Для складання формули доведеться зробити деякі спрощення. Молекули є складними системами, що мають багатоступінчате будова. Для простоти розглянемо газові частки в певному посудині як пружні однорідні […]...
- Температура та теплова рівновага системи Поняття температури тісно пов’язане з поняттям теплового рівноваги. Якщо два тіла різної температури привести в зіткнення, то, як показує досвід, між ними буде відбуватися теплообмін – процес передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, що супроводжується змінами ряду фізичних параметрів. Через деякий час зміна макроскопічних параметрів тел припиняється, тобто тіла приходять у стан […]...
- Рівняння стану ідеального газу – коротко У цій главі ви не зустрінете принципово нових відомостей про газах. Мова піде про наслідки, які можна отримати з поняття температури та інших макроскопічних параметрів. Основне рівняння молекулярнокінетіческой теорії газів впритул наблизило нас до встановлення зв’язків між цими параметрами. Як можна розрахувати масу повітря в кабінеті фізики? Які параметри повітря будуть необхідні для визначення цієї […]...
- Внутрішня енергія: доповідь Внутрішня енергія – найважливіша умова існування і характеристика всіх тіл живої та неживої природи. Для того щоб визначити її значення в організації життя на нашій планеті, згадаємо основні фізичні поняття термодинаміки. Макроскопічні тіла складаються з рухомих і взаємодіючих частинок: молекул, атомів, іонів. У свою чергу, атоми і ядра атомів теж складаються з рухомих і взаємодіючих […]...
- Тиск газу Спробуйте розтягнути повітряна кулька руками. У довжину, завширшки. Прикиньте на око або замірте відстань, на яку вам вдалося його розтягнути. Нині ж надійти кульку. І порівняйте довжину і ширину надутого кульки з тим відстанню, на яке вам вдавалося його розтягнути. Практично в ста відсотках випадків виявляється, що повітря, звичайнісінький повітря, яким ви дихаєте, впорався значно […]...
- Ідеальний газ Основні властивості тіла визначає спільну дію двох конкуруючих факторів: Взаємодія молекул, яке прагне утримати молекули на певних відстанях один від одного; хаотичний тепловий рух молекул, яке розкидає їх по всьому об’єму. Як показує досвід, молекули газу розподіляються по всьому наданому для нього обсягом. Отже, головну роль в поведінці газу грає хаотичний рух молекул, а сили […]...
- Чим відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах Згідно молекулярно-кінетичної теорії, все речовини можуть перебувати в трьох станах: газоподібному, твердому і рідкому. Іноді називається четвертий стан – плазма. При кожному з цих станів рух молекул має свої особливості. Чим же відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах? Перехід з одного агрегатного стану речовини в іншу супроводжується зміною його фізичних властивостей. Молекули […]...
- Від чого залежить тиск газу? Причина тиску газів пов’язана з хаотичним швидким рухом молекул. Через це молекули газу стикаються з поверхнями. Так як молекул багато, то їх множинні удари створюють тиск. Гази займають весь наданий їм об’єм, так як їх молекули не пов’язані між собою. Зрозуміло, що чим обсяг більший, тим кількість молекул в одиниці об’єму буде менше. Отже, менше […]...
- Тепловий рух. Температура У навколишньому світі відбуваються різні фізичні явища, які пов’язані з нагріванням і охолодженням тіл. Ми знаємо, що при нагріванні холодна вода спочатку стає теплою, а потім гарячою. Такими словами, як “холодний”, “теплий” і “гарячий”, ми вказуємо на різну ступінь нагрітості тіл, або, як кажуть у фізиці, на різну температуру тіл. Температура гарячої води вище температури […]...
- Теорія броунівського руху Теорія броунівського руху була побудована в 1905-1906 рр. німецьким вченим Ейнштейном і польським вченим Маріаном Смолуховським (1872-1917), підтверджена експериментально в 1908 р французьким ученим Жаном Перреном (1870-1942). Вивчення броунівського руху дозволило зробити наступні висновки. 1. Причиною броунівського руху частинок є рух молекул середовища, в якій ці частинки знаходяться. У кожний момент часу з броунівський частинкою […]...
- Зв’язок температури і тиску Як вже можна було переконатися, все макропараметри пов’язані між собою якоїсь залежністю. Те ж саме можна сказати і про зв’язок температури і тиску. Давайте уявимо ситуацію – у нас є деякий постійний обсяг газу. Якщо ми почнемо нагрівати дана речовина, то його молекули стануть рухатися ще швидше, що призведе до частих ударів об стінку судин. […]...
- Що доводить броунівський рух? Броунівським рухом називають безладне (хаотичне) рух твердих дуже дрібних частинок, зважених в рідині або газі. Але що змушує тверді частинки рухатися? У XIX столітті подібне явище вперше описав вчений-ботанік Р. Броун (на честь нього було названо це явище). Він спостерігав, як у воді безладно металася пилок, потім сажа. Але пояснити це явище він не міг. […]...
- Тиск газу – фізика Ми вже знаємо, що гази, на відміну від твердих тіл і рідин, заповнюють весь посудину, в якому вони знаходяться. Наприклад, сталевий балон для зберігання газів, камера автомобільної шини або волейбольний м’яч. При цьому газ чинить тиск на стінки, дно і кришку балона, камери або будь-якого іншого тіла, в якому він знаходиться. Тиск газу обумовлено іншими […]...
- Кінетична енергія Потрапив фізик до лікарні після автокатастрофи. Лежить і марить: – Добре, що навпіл. Добре, що навпіл. Добре, що навпіл. – Що навпіл? – Запитує лікар. – Добре, що кінетична енергія Ем-Ве-Квадрат НАВПІЛ!!! Анекдот Отже, коли тіло падає з висоти, його потенційна енергія постійно зменшується, тому що постійно зменшується його висота над поверхнею Землі. Але ми […]...
- Робота. Кінетична енергія Продовжимо нашу розмову про результат дії сили. По-перше, сила є причина прискорення (тобто зміни швидкості) тіла, по-друге, якщо сила діє на систему протягом деякого проміжку часу, то результатом цієї дії є зміна імпульсу системи. Зараз ми розглянемо результат дії сили на деякій просторовому інтервалі шляху. Обговоримо тепер загальну ситуацію – тіло рухається по довільній траєкторії, […]...
- Що таке ізотермічний процес Термодинамічні процеси в фізиці характеризуються чотирма параметрами: Об’ємом; Тиском; Температурою; Енергією. Далі будуть розглядатися квазістатичні процеси, в яких зміни відбуваються досить повільно дозволяючи тиску і температурі залишатися постійними в будь-якій точці системи. Ізотермічним процесом називається квазістатичний процес, в якому температура залишається постійною. При ізотермічному процесі тиск і об’єм газу змінюються в такому співвідношенні, щоб його […]...
- Чим відрізняється ідеальний газ від реального? Дослідники виділяють моделі газу ідеального і реального. У чому їх специфіка? Чим відрізняється ідеальний газ від реального? Що являє собою ідеальний газ? У науці поширена трактування поняття “ідеальний газ”, відповідна гіпотетичному речовини (не існує в реальності), властивості якого можуть бути описані за допомогою рівняння Клапейрона – Менделєєва. Під ідеальним газом розуміється математична модель відповідного речовини, […]...
- Насичені і ненасичені пари і їх властивості Над вільною поверхнею рідини завжди є пари цієї рідини. Якщо посудину з рідиною не закритий, то концентрація часток пари при постійній температурі може змінюватися в широких межах в бік зменшення і у бік збільшення. Процес випаровування в замкнутий простір (закритий посудину з рідиною) може при даній температурі відбуватися тільки до певної межі. Це пояснюється тим, […]...
- Що таке гази Гази – найпростіший об’єкт для вивчення в молекулярно-кінетичної теорії. Чому? Справа в тому, що середні відстані між частинками газів набагато перевищують розміри самих частинок. У проміжках між зіткненнями частки газу проходять відстані, на кілька порядків перевищують власні розміри (рис. 2.3). Наприклад, в повітрі при нормальних умовах довжина вільного пробігу молекули складає приблизно 10-5 см. Це […]...
- Внутрішня енергія – коротко Теплові явища можна описувати за допомогою величин (макроскопічних параметрів), вимірюваних такими приладами, як манометр і термометр. Ці прилади не реагують на вплив окремих молекул. Теорія теплових процесів, в якій не враховується молекулярну будову тіл, називається термодинамікою. У термодинаміки розглядаються процеси з погляду перетворення теплоти в інші види енергії. Пригадайте з курсу фізики основної школи, що […]...
- Температурна шкала. Абсолютна температура При встановленні одиниці температури найчастіше надходять наступним чином. Беруть дві температури (так звані реперні точки) – температуру танення льоду і температуру кипіння води при нормальному атмосферному тиску. Першою температурі приписують значення 0, другий – значення 100, а інтервал між ними ділять на 100 рівних частин. Кожну з частин називають градусом (позначають ° C), а отриману […]...
- Вологість Якщо рідина залишити в закритій посудині, вона буде випаровуватися доти, поки число молекул, що залишають рідину, що не зрівняється з числом молекул, що повертаються в рідину. Чим вище тиск пари, тим більше молекул стикається з поверхнею рідини і тим більше молекул повертається в рідину. Тиск пари, при якому настає рівновага (число молекул, що залишають рідину, […]...
- Зміна внутрішньої енергії тіла при теплових процесах Теплові явища – це явища, пов’язані з процесами нагріву і охолодження, зміною агрегатного стану, тобто плавлення і затвердіння, випаровування і конденсації. Розглянемо теплові явища з точки зору зміни внутрішньої енергії тіла. Зміна температури тіла залежить від зміни кінетичної енергії руху молекул в цьому тілі. При цьому зміні підлягає і потенційна енергія взаємодії цих молекул, виключаючи […]...
- Теорія Екеля Дещо інший підхід до розгляду пружного вкладу адсорбованих молекул при перекритті адсорбційно-сольватних оболонок був використаний в теорії Екеля. У цій теорії була використана передумова про виникнення гелеподібної структури в зоні перекриття адсорбційно-сольватних оболонок в результаті збільшення концентрації в цьому зазорі понад критичної концентрації структуроутворення. Тут слід зазначити, що ще в 1950 р. П. А. Ребиндер […]...
- Рівновага двухфазного стану рідина-пар. Критична температура Розглянемо рідину і пар, що знаходяться в стані рівноваги, і розберемося в змінах, які відбуватимуться в такій системі при підвищенні температури кипіння, а, отже, і при збільшенні тиску. Очевидно, що відбуваються в системі змінам відповідає рух точки вгору вздовж рівноважної кривої двухфазного стану. Підвищення температури призводить до розширення рідини, що, в свою чергу, викликає зменшення […]...
- Адіабатний процес в фізиці Процес називається адіабатних, якщо він йде без теплообміну з навколишніми тілами. Адіабатний процес відбувається газом, що знаходиться в теплоизолированном посудині. Такий посудину перешкоджає всім видам теплопередачі: теплопровідності, конвекції, випромінювання. Приклад теплоізольованого судини – термос. Приблизно адіабатних буде всякий процес, що протікає досить швидко: протягом процесу теплообмін просто не встигає відбутися. При адіабатні процесі Q = […]...
- Електронна теорія Лоренца Ще до відкриття електрона голландський фізик Генріх Антон Лоренц (1853-1928) почав розробляти теорію електричного будови речовини. Історія створення електронної теорії починається з вивчення Лоренцем електромагнітної теорії Максвелла. Намагаючись розкрити загадку електромагнітного поля, він прийшов до думки, що теорія Максвелла потребує доповнення, оскільки в ній основна увага перенесено з зарядів на простір між ними і зовсім […]...
- Чому дорівнює питома теплота плавлення Як відомо, існують три агрегатних стани речовин: тверде, рідке і газоподібне. Тверді тіла при певній температурі стають рідинами. Для кожної речовини характерна своя температура, при якій воно переходить у рідкий стан. Ця температура називається температурою плавлення речовини, а сам процес називається плавленням. Так, лід плавиться при 0 ° C, кисень – при -218 ° C, […]...
- Внутрішня енергія тіл Згідно MKT всі речовини складаються з частинок, які знаходяться в безперервному тепловому русі і взаємодіють один з одним. Тому, навіть якщо тіло нерухомо і має нульову потенційну енергію, воно має енергією (внутрішньою енергією), що представляє собою сумарну енергію руху і взаємодії мікрочастинок, що складають тіло. До складу внутрішньої енергії входять: Кінетична енергія поступального, обертального і […]...
- Кипіння – фізика Даний процес переходу рідини в газоподібний стан відбувається з усього обсягу та при певній температурі. Для кожної рідини відповідає своя температура кипіння. Для води, наприклад, при нормальному тиску температура кипіння 100 градусів. Чим менше тиск, тим менше температура кипіння. Таким чином, на високій горі закипіти воду можна при більш низькій температурі. Тільки зверніть увагу, приготувати […]...
- Тиск рідини Тиск рідин і газів має цікаві особливості, що відрізняють його від тиску твердих тіл. Переконаємося в цьому на дослідах. Почнемо з вивчення тиску рідини. Візьмемо посудину, в дні і стінках якого є отвори, закриті гумовими плівками. Якщо ми наллємо воду в цю посудину, то побачимо, що всі плівки вигнулись назовні – схематично це зображено на […]...
- Кипіння рідин. Залежність температури кипіння від тиску Кипіння – це пароутворення, яке відбувається одночасно і з поверхні, і по всьому об’єму рідини. Кипіння полягає в тому, що спливають і лопаються численні бульбашки, викликаючи при цьому характерне шипіння. Як показує досвід, кипіння рідини при заданому зовнішньому тиску починається при цілком певній і не змінюваній в процесі кипіння температурі і може відбуватися тільки при […]...
- Властивості рідин і поверхневий натяг Експериментальні дослідження свідчать, що далеко від критичної температури щільності рідини і газу відрізняються один від одного в тисячі разів. Таке істотне кількісне розходження між рідиною і газом неминуче виявляється як якісна відмінність в поведінці і властивості рідких і газоподібних систем. Так, одним з найважливіших властивостей рідин, на відміну від газів, є їх виключно низька стисливість. […]...
- Енергія: потенційна і кінетична енергія Слово “енергія” в перекладі з грецької мови означає “дія”. Енергійною ми називаємо людину, яка активно рухається, роблячи при цьому безліч різноманітних дій. Енергія у фізиці І якщо в житті енергію людини ми можемо оцінювати в основному за наслідками її діяльності, то у фізиці енергію можна вимірювати і вивчати безліччю різних способів. Ваш бадьорий друг чи […]...
- Атомізм, механіцизм, квантова теорія будови речовини Положення про будову речовини знаходять яскраве вираження в боротьбі двох систем: дискретності (переривчастості) – корпускулярна концепція, і континуальності (безперервності) – континуальної методика. З ними безпосередньо пов’язані теорії взаємодії матеріальних предметів, які реалізувалися як спосіб дальнодействия (передача елементів без фізичної середовища) і механізм близкодействия (переміщення від точки до точки). Концепція переривчастості була розроблена і представлена І. […]...
- Тверді тіла, рідини і гази Більшість речовин можуть існувати в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному. Вони називаються агрегатними станами речовини. Перехід з одного стану в інший відбувається при нагріванні або охолодженні, а також при зміні тиску. Наприклад, якщо воду – рідина – підігрівати, вона буде перетворюватися в пар – газ. Теорія, що пояснює властивості твердого, рідкого і газоподібного станів, […]...
- Газові закони – фізика За допомогою рівняння стану ідеального газу можна досліджувати процеси, в яких маса газу і один з трьох параметрів – тиск, об’єм або температура – залишаються незмінними. Запам’ятай Кількісні залежності між двома параметрами газу при фіксованому значенні третього називають газовими законами. Процеси, що протікають при незмінному значенні одного з параметрів, називають ізопроцессамі. Слово “ізопроцессамі” – складне […]...