تشكيلالكليات والجامعات

المعادلة الأساسية للICB وقياس درجة الحرارة

العمليات التي تحدث في النظم الإحصائية التعلم، والحد الأدنى لحجم الجسيمات معقد وعدد كبير منهم. النظر بشكل منفصل لكل جسيم أمر مستحيل عمليا، ولكن إدخال كميات الإحصائية: متوسط سرعة الجزيئات، والتركيز، وكتلة الجسيمات. الصيغة التي تميز حالة النظام مع المعلمات المجهرية، ودعا المعادلة الأساسية للنظرية الحركية الجزيئية للغازات (ICB).

قليلا عن متوسط سرعة الجزيئات

تحديد سرعة الجسيمات نفذت لأول مرة تجريبيا. تعرف من التجربة الذاتية التي أجريت أوتو Shternom، سمحت لخلق صورة للسرعات الجسيمات. حققت التجربة حركة ذرات الفضة في اسطوانات الدورية: الأول تركيب ثابت، ثم عندما تدور في سرعة الزاوي معينة.

ونتيجة لذلك، فقد وجد أن معدل جزيئات الفضة يتجاوز سرعة الصوت وهو 500 م / ث. والحقيقة هي مثيرة للاهتمام الى حد بعيد، لأن مثل هذه السرعة للجزيئات في المواد شخص أن يشعر الثابت.

الغاز المثالي

مواصلة دراسة جدوى فقط في النظام، والمعلمات التي تحدد القياسات المباشرة يمكن أن يكون استخدام الأجهزة الفعلية. يتم قياس سرعة عداد السرعة، ولكن الفكرة هي لتوصيل عداد السرعة لجسيم واحد هو سخيف. قياس مباشرة المعلمة العيانية الوحيدة المتعلقة حركة الجسيمات.

النظر في ضغط الغاز. الضغط على جدار الوعاء الدموي يتم إنشاء الضربات جزيئات الغاز الموجودة في السفينة. خصوصية الحالة الغازية للمادة - مسافات كبيرة نسبيا بين جزيئات صغيرة وتفاعلها مع بعضها البعض. وهذا ما يسمح لقياس مباشرة من الضغط.

يتميز أي نظام الهيئات التفاعل من الطاقة الكامنة والطاقة الحركية للحركة. الغاز الحقيقي - نظام معقد. تباين الطاقة الكامنة يتحدى المنهجي. مشكلة يمكن حلها من خلال تقديم نموذج، خصائص مميزة من الغاز الناقل الاحتلالات بعيدا عن تعقيد التفاعل.

الغاز المثالي - حالة من الأمر الذي تفاعل الجسيمات لا يكاد يذكر، والطاقة الكامنة للتفاعل تميل إلى الصفر. ويمكن اعتباره سوى الطاقة الحركية الكبيرة، والتي تعتمد على سرعة الجسيمات.

المثالي ضغط الغاز

تحديد العلاقة بين ضغط الغاز وسرعة الجسيمات يسمح الغاز المثالي المعادلة MKT الأساسي. والجسيمات تتحرك في السفينة، في الاصطدام مع الجدار فإنه ينقل نبض التي يمكن تحديدها على أساس II قانون نيوتن القيمة:

  • FΔt = 2M 0 ضد العاشر

تغيير زخم الجسيمات في حالة صدمة مرنة المرتبطة تغيير المكون الأفقي من سرعته. F - القوة التي الجزيئات التي تمارس على الجدار لفترة وجيزة ر. م 0 - كتلة الجسيمات.

على سطح S خلال وقت Δt المنطقة التي تواجه جميع الجزيئات الغاز تتحرك نحو السطح بسرعة v x و التخلص منها في حجم اسطوانة Sυ س Δt. وعندما يكون تركيز الجسيمات ن جزيئات نصف بالضبط ينتقل إلى الجدار، في النصف الثاني - في الاتجاه المعاكس.

وقد نظرت في اصطدام الجزيئات، ونحن يمكن أن يكتب قانون نيوتن للالقوة المؤثرة على النظام الأساسي:

  • FΔt = نانومتر 0 ضد × 2 SΔt

منذ يتم تعريف ضغط الغاز كنسبة من القوة المؤثرة عموديا على السطح، والمنطقة الأخيرة يمكن أن تكون مكتوبة:

  • ع = F: S = نانومتر 0 ضد × 2

هذه المعادلة بالنسبة باعتباره ICB الأساسي يمكن أن تصف النظام بأكمله، أي. K. الاقتراح إلا في اتجاه واحد.

توزيع ماكسويل

الاصطدامات المتكررة المستمرة لجزيئات الغاز مع الجدران وكل الرصاص آخرين لإنشاء توزيع إحصائي معين من سرعة الجسيمات (الطاقة). ومن المرجح بنفس القدر اتجاه ناقلات السرعة. وقد دعا هذا التوزيع توزيع ماكسويل. في عام 1860، تم اشتقاق هذا النمط J. ماكسويل تحت ICB. المعالم الرئيسية لقانون توزيع يسمى السرعة: ربما يتوافق مع القيمة القصوى للمنحنى ويعني مربع ف ت = √ <ت 2> - سرعة مربع متوسط من الجسيمات.

الزيادة في درجة حرارة الغاز يتوافق مع زيادة القيم السرعة.

استنادا إلى حقيقة أن جميع السرعات على قدم المساواة، وحداتهم لهما نفس المعنى، يمكن اعتبار:

  • 2 => <ت × 2> + <ت ذ 2> + <ت ض 2> حيث: <ت × 2 =>2> 3

وMKT المعادلة الأساسية مع القيم متوسط ضغط الغاز يأخذ شكل:

  • ص = 0 نانومتر <ت 2> 3.

هذه العلاقة هي فريدة من نوعها من حيث أنه يحدد العلاقة بين المعلمات المجهرية: السرعة، كتلة الجسيمات، وكثافة الجسيمات والغاز ضغط ككل.

باستخدام مفهوم الطاقة الحركية لل جسيم، وMKT المعادلة الأساسية يمكن إعادة كتابة:

  • ص = 0 2nm <ت 2> 6 = 2N ك> 3

ضغط الغاز يتناسب مع قيمة متوسط الطاقة الحركية للجزيئات لها.

درجة الحرارة

ومن المثير للاهتمام، لمبلغ ثابت من الغاز في وعاء مغلق يمكن ان تكون مرتبطة ضغط الغاز و القيمة المتوسطة لل جسيمات الطاقة الحركية. حيث قياس الضغط لا يمكن أن يؤديها من خلال قياس الطاقة من الجسيمات.

كيفية إدخال؟ ما يمكن مقارنتها مع كمية من الطاقة الحركية؟ هذه الكمية هي درجة الحرارة.

درجة الحرارة - قياس المواد الدولة الحرارية. لقياسه استخدام مقياس الحرارة، والإجراءات التي وضعت على أساس التمدد الحراري لل سائل العمل (الكحول، الزئبق) تحت التدفئة. حجم ميزان إنشاء تجريبيا. وعادة ما تعطي علامات المقابلة لوضع وسائل العمل في بعض العمليات الفيزيائية التي تحدث أثناء دون تغيير حالتها الحرارية (الماء المغلي، وذوبان الجليد). الحرارة المختلفة لها مستويات مختلفة. على سبيل المثال، مئوية الحجم، فهرنهايت.

تتراوح درجة الحرارة عالميا

أكثر إثارة للاهتمام من حيث استقلال خصائص العمل من الجسم يمكن اعتبار ميزان حرارة الغاز. مداها لا يتوقف على نوع الغاز المستخدم. في مثل هذه يمكن للجهاز تمييز نظريا درجة الحرارة التي يميل الغاز إلى الضغط الصفر. تظهر الحسابات أن هذه القيمة يناظر -273.15 درجة مئوية في درجة الحرارة (مقياس درجة الحرارة المطلقة أو مقياس كلفن) وقدم في عام 1848 عام. لالنقطة الرئيسية في هذا النطاق تولى الصفري ضغط الغاز في درجة الحرارة الممكنة. مقياس وحدة الفاصلة مساويا لقيمة الوحدة مئوية. المعادلة الأساسية القياسية باستخدام درجة حرارة لجنة القانون الدولي هو أكثر ملاءمة لدراسة عمليات الغاز.

ضغط الاتصالات ودرجة الحرارة

تجريبيا يمكن لأحد أن يضمن ضغط الغاز يتناسب مع درجة حرارته. في نفس الوقت وجدت أن الضغط يتناسب طرديا مع تركيز الجسيمات:

  • P = NKT،

حيث T - درجة الحرارة المطلقة،-ك ثابت يساوي 1.38 • 10 -23 J / K.

القيمة الأساسية لها قيمة ثابتة لجميع الغازات، ودعا ثابت بولتزمان.

مقارنة الاعتماد ضغط درجة الحرارة ICB والغاز المعادلة الأساسية يمكن كتابة:

  • إلى> = 3kT: 2

القيمة المتوسطة من الطاقة الحركية للحركة جزيئات الغاز تتناسب مع درجة حرارته. وهذا يعني أن درجة الحرارة هي مقياس من الطاقة الحركية للحركة الجسيمات.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ar.unansea.com. Theme powered by WordPress.