210 likes | 965 Views
KINETIČNA TEORIJA PLINOV. pravokotnica na osenčeno steno. KAKO JE TLAK PLINA ODVISEN OD HITROSTI MOLEKUL V PLINU?. n molov plina. v škatli s prostornino V = L 3. 1) molekula pri trku na zid prenese gibalno količino. 2) hitrost prenašanja gib. kol. na steno:. 3) sila na zid:.
E N D
pravokotnica na osenčeno steno KAKO JE TLAK PLINA ODVISEN OD HITROSTI MOLEKUL V PLINU? nmolov plina v škatli s prostornino V = L3 1) molekula pri trku na zid prenese gibalno količino 2) hitrost prenašanja gib. kol. na steno: 3) sila na zid: N … število molekul v škatli 4) tlak:
mikroskopska lastnost makroskopska lastnost tlak: poljubna molekula: koren iz povprečja kvadrata hitrosti
vrms[m/s] plin H2 1920 He 1370 POVPREČJE! M narašča N2 517 O2 483 CO2 412 hitrost zvoka: 1350 m/s hitrost zvoka: 350 m/s T = 300 K nekatere molekule so veliko hitrejše, nekatere veliko počasnejše
PRIMER: Imamo števila: 5, 11, 32, 67, 89. Kolikšna je njihova povrečna vrednost? Kolikšen je koren iz povprečja kvadrata?
verjetnostna porazdelitev hitrost (m/s) PORAZDELITEV ŠTEVILA MOLEKUL PO HITROSTIH Maxwellova porazdelitev: … delež molekul, katerih hitrosti so znotraj intervala {v - dv/2 , v + dv/2} verjetnostna porazdelitev za molekule kisika
verjetnostna porazdelitev za kisik pri 300 K vP … najbolj verjetna hitrost vavg … povprečna hitrost vrms … koren iz povprečja kvadrata hitrosti
POVPREČNA PROSTA POT idealni plin: vsi trki so elastični primeren parameter za opis gibanja: … povprečna razdalja med dvema zaporednima trkoma zrak:
! TRANSLACIJSKA KINETIČNA ENERGIJA zaradi trkov se molekuli hitrost spreminja v nekem trenutku: povprečna kinetična energija po daljšem času: Boltzmannova konstanta Ni odvisna od mase !!! merimo T merimo povprečno Wk molekul kB = 1,38 · 10 -23 J/K
pri konstantnem volumnu pri konstantnem tlaku NOTRANJA ENERGIJA IDEALNEGA PLINA idealni monoatomni plin Wn = povprečnih translacijskih kin. energij posameznih atomov odvisna samo od temperature plina! MOLARNA SPECIFIČNA TOPLOTA IDEALNEGA PLINA
toplotni rezervoar začetno stanje: p , T končno stanje: p + p , T + T dovedena toplota: monoatomni plin 1. zakon TD:
monoatomni plin dvoatomni plin poliatomni plin izraz: posplošimo: Notranja energija idealnega plina je odvisna samo od temperature (ne pa tudi od tlaka in prostornine).
PRIMER: Sprememba notranje energije sistema je pri vseh treh procesih enaka.
A toplotni rezervoar začetno stanje: V , T končno stanje: V + V , T + T dovedena toplota: 1. zakon TD: velja za vse pline, dokler so idealni
za dvoatomno molekulo H2 nihanje rotacija translacija neodvisni načini gibanja, v katere molekula shranjuje energijo PROSTOSTNA STOPNJA Vsak način gibanja shrani v povprečju kBT/2 energije na molekulo.
A enoatomni plin: adiabata (Q = 0) … adiabata tlak izoterme … izoterma volumen ADIABATNO RAZPENJANJE IDEALNEGA PLINA
idealni plin: PROSTO RAZPENJANJE