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 великої кількості молекул і вони мають різні швидкості, то в формулу тиску входить середній квадрат швидкості теплового руху молекул V2.
Крім того, чим більше молекул вдаряється об стінку посудини, тим більший тиск чинить газ на неї. Тому у формулу тиску газу входить концентрація молекул / г, що дорівнює числу молекул газу, що містяться в одиниці об’єму.
Формулу тиску ідеального газу на стінки посудини можна вивести математично, однак цей висновок досить складний, тому наведемо формулу в готовому вигляді.
Таким чином, тиск ідеального газу прямо пропорційно середньої кінетичної енергії теплового руху його молекул і числу молекул в одиниці об’єму.
Це рівняння називають основним рівнянням молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу.
Отримана формула пов’язує макроскопічний параметр стану газу – тиск, який може бути виміряна манометром, з мікроскопічними параметрами стану – масою молекул і середнім квадратом швидкості (середньої кінетичної енергією) їх теплового руху.
Питання для самоперевірки
1. Який газ називають ідеальним?
2. Чому при побудові моделі “ідеальний газ” можна знехтувати розмірами молекул і їх взаємодією?
3. Який з газів – водень, кисень або гелій – найбільш близький за властивостями до ідеального, якщо їх температура однакова?
4. Які межі застосовності моделі “ідеальний газ”?
5. Чим обумовлено тиск газу на стінки посудини?
6. Від чого залежить тиск газу на стінки посудини?