27: Кінетична теорія газів
- Page ID
- 27230
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- 27.1: Середня поступальна кінетична енергія газу
- Газові закони були отримані з емпіричних спостережень. Підключення цих законів до фундаментальних властивостей газових частинок викликає великий інтерес. Кінетична молекулярна теорія є одним з таких підходів. У своєму сучасному вигляді кінетична молекулярна теорія газів заснована на п'яти основних постулатах. У цьому розділі буде описано розвиток закону ідеального газу з використанням цих п'яти постулатів.
- 27.2: Гауссовий розподіл однієї складової молекулярної швидкості
- Функцією розподілу для однієї складової молекулярної швидкості є гауссова крива. Оскільки молекула може рухатися як в позитивному, так і в негативному напрямку вздовж осі, діапазон функції розподілу є негативною нескінченністю до позитивної нескінченності.
- 27.3: Розподіл молекулярних швидкостей задається розподілом Максвелла-Больцмана
- Якби ми побудували кількість молекул, швидкості яких потрапляють у низку вузьких діапазонів, ми отримаємо трохи асиметричну криву, відому як розподіл швидкостей. Пік цієї кривої відповідав би найбільш ймовірній швидкості. Ця крива розподілу швидкості відома як розподіл Максвелла-Больцмана, але часто згадується лише ім'ям Больцмана.
- 27.4: Частота зіткнень зі стіною
- Частота, з якою газ стикається зі стінкою, залежить від щільності числа (кількості молекул на об'єм) і середньої молекулярної швидкості.
- 27.5: Розподіл Максвелла-Больцмана перевірено експериментально
- Розподіл диструкції Максвелла-Больцмана був перевірений експериментально пристроєм, який називається селектором швидкості, який по суті являє собою серію прядильних коліс з отвором, через який виливається газ. Це гарантує, що тільки частинки газу з певною швидкістю будуть проходити через всі отвори в міру обертання коліс з різною швидкістю. Таким чином можна підрахувати кількість частинок з різними швидкостями і показати, що вони дійсно задовольняють розподіл Максвелла-Больцмана.
- 27.6: Середній вільний шлях
- Середній вільний шлях - це відстань, яку частинка в середньому проїде, перш ніж переживати подію зіткнення. Це визначається як добуток швидкості частинки і часу між зіткненнями.
- 27.7: Швидкість газофазних хімічних реакцій
- Закон швидкості газофазної реакції можна вивести за допомогою теорії зіткнення. Швидкість реакції залежить від швидкості зіткнень з достатньою кінетичною енергією, що перевищує енергію активації.