Pagrindinė lygtis ICB ir temperatūros matavimo

Mokymosi procesus, vykstančius statistikos sistemų, minimalus dalelių dydis yra sudėtingas ir didelis jų skaičius. Apsvarstykite atskirai kiekviena dalelė yra praktiškai neįmanoma, tačiau nustatyti statistinius kiekius: vidutinį greitį dalelių, jų koncentracijos, dalelių masės. Formulė apibūdinantis sistemos su mikroskopinių parametrų būklę, vadinamas pagrindinę lygtį molekulinės kinetinės teorijos dujų (ICB).

Šiek tiek apie vidutinį greitį dalelių

Nustatant dalelių greitis buvo atliktas pirmą kartą eksperimentiškai. Žinomas iš gyvenimo eksperimentas, atliktas Otto Shternom leido sukurti dalelių greičiai vaizdą. Eksperimentas buvo tiriamas sidabro atomų judėjimą besisukančių cilindrų: pirmojo stacionaraus įrengimo, tada, kai ji sukasi tam tikru kampiniu greičiu.

Kaip rezultatas, buvo nustatyta, kad sidabro molekulių greitis viršija garso greitį ir yra 500 m / s. Tai yra gana įdomus, nes toks greitis dalelių medžiagas, žmogus jaučiasi sunku.

puikus dujų

Ir toliau mokytis įmanoma tik sistemą, parametrai, kurie apibrėžti tiesioginių matavimų gali būti naudojant fizinius įrenginius. Greitis matuojamas spidometrą, bet idėja yra pridėti spidometrą į vieną dalelių yra absurdas. Tiesiogiai matuoja tik makroskopinį parametrą, susijusį su judėjimo dalelių.

Apsvarstykite dujų slėgį. Spaudimas kraujagyslių sienelių yra sukurtos atsitrenktų dujų molekulių, esančių laivo. Dujinio būklės dalelių ypatumas - gana didelė atstumai tarp mažų dalelių ir jų sąveika su viena kitai. Tai leidžia tiesiogiai išmatuoti spaudimą.

Bet sąveikaujančių organų sistema yra būdinga tai, kad potencialus energijos ir kinetinės energijos judėjimo. Nekilnojamasis dujos - sudėtinga sistema. Galimam energijos kintamumas neišsprendžiamų sisteminimą. Problema gali būti sprendžiama įvedant modelį, charakteringosios savybės nešančiųjų dujų šiukšlės toli sąveikos sudėtingumo.

Puiki dujų - medžiaga, kuriai būsena, kurioje dalelių sąveika yra nežymus, galimas energija sąveikos siekia nuliui. Jis gali būti laikomas tik reikšmingas kinetinė energija, kuri priklauso nuo dalelių greičio.

Idealiai dujų slėgis

Nustatyti ryšį tarp dujų slėgio ir greičio dalelių santykį leidžia savo pagrindinę lygtį MKT idealiųjų dujų. Dalelių juda į indą, į susidūrimo su sienos ji perduoda impulsą, kurio vertė gali būti nustatoma remiantis II Niutono dėsnio:

• FΔt = 2m ₀ prieš _X

dalelių pagreitį elastinga šoko, susijusio su horizontalios komponento jo greičio pokytis keičiasi. F - Dėl jėga, kuria dalelių ant per trumpą laiką t sienos; m ₀ - masė dalelės.

Ant paviršiaus S laiko Δt sritis būtų nukreipta į visus dujų daleles judančių į paviršių su greitis prieš _X ir panardinamas į cilindro tūrio Sυ _{x Pagalba} Δt metu. Kai dalelių koncentracija n tiksliai puse molekulės juda prie sienos, antrąją pusę - priešinga kryptimi.

Išnagrinėjusi dalelių susidūrimo, galime parašyti Niutono dėsnis ir jėgos, veikiančios ant platformos:

• FΔt = nm, ₀ prieš _x ² SΔt

Kadangi dujų slėgis yra apibrėžiamas kaip jėga, veikianti statmenai į paviršių santykiu, paskutinis plotas gali būti užrašyta taip:

• p = F: S = ₀ nm, prieš _x ²

Šis ryšys lygtis kaip pagrindinio ICB gali apibūdinti visą sistemą, ty. K. judesio tik viena kryptimi.

Maksvelo pasiskirstymas

Nuolatiniai dažnai susidūrimų dujų dalelių, kurių sienų ir kiekvieno kito laido į tam tikrą statistinio pasiskirstymo dalelių greičio (energijos) sukūrimo. Kryptis Greičio vektorių yra vienodai tikėtina. Toks paskirstymas buvo vadinamas Maksvelo pasiskirstymas. 1860, šis modelis buvo gauta J. Maxwell pagal ICB. Pagrindiniai parametrai įstatymas paskirstymo vadinamas greitis: tikriausiai atitinka maksimalia verte, kreivės ir vidutinio kvadratinio _q v = √ 2> - vidutinis kvadratinis greitis dalelių.

In dujų temperatūros padidėjimas atitinka padidinti greičio reikšmių.

Remiantis tuo, kad visi greičiai yra lygūs, o jų moduliai tą pačią reikšmę, gali būti laikoma:

• 2> = x ^2> + Y ^2> + Z ^2>, kur: x ^2> = 2> 3

Pagrindinis lygtis MKT su matavimo charakteristikas dujų slėgio laikosi formą:

• p = ₀ nm, 2> 3.

Šis santykis yra unikali tuo, kad ji nustato ryšį tarp nuo mikroskopinių parametrų santykius: greitį, masę dalelių, dalelių tankio ir dujų slėgį, kaip visuma.

Naudojant sąvoką kinetinės energijos dalelių, pagrindinė lygtis MKT galima perrašyti:

• p = ₀ 2nm 2> 6 = 2n K> 3

Dujų slėgis yra proporcingas vidutinės vertės kinetinę energiją jos dalelių.

temperatūra

Įdomu tai, kad už pastovaus kiekio dujų į uždarame inde gali būti prijungtas prie dujų slėgį ir vidutinė vertė dalelių kinetinės energijos. kur slėgio matavimo gali būti atliekamas matuojant dalelių energiją.

Kaip įvesti? Ką galima palyginti su kinetinės energijos suma? Šis kiekis yra temperatūra.

Temperatūra - priemonė šiluminių valstybinių medžiagų. Dėl jos matavimas naudojamas termometras, pagrįstus veiksmus, kurie įdėti šiluminio plėtimosi darbo skysčio (alkoholio, gyvsidabrio) pagal šildymą. Iš termometro skalė nustatoma eksperimentiškai. Paprastai tai suteikia žymes atitinkančius padėtį darbo skystis tam tikru fizinių procesų, įvykusių per šilumos nepakeistos būsenos (verdančio vandens, tirpsta ledas). Įvairių Termometruose įvairiu mastu. Pavyzdžiui, masto Celsijaus, Farenheito.

Universalus temperatūros diapazonas

požiūriu į darbo savybių kūno nepriklausomybės įdomiau gali būti laikomas dujų termometru. Jų spektras yra ne priklauso nuo naudojamų dujų rūšis. Tokiu prietaisas gali atskirti Hipotetiškai temperatūra, kuriai esant dujų linkęs nulinio slėgio. Skaičiavimai rodo, kad ši vertė atitinka -273.15 ° ^C temperatūros intervalas yra (absoliuti temperatūra masto arba Kelvino skalę) buvo įvesta 1848 metų. Dėl pagrindinio taško šioje skalėje užėmė nulinis dujų slėgio įmanomą temperatūrą. Masto vienetas intervalas lygus vieneto vertės Celsijaus. Užregistruojama pagrindinė lygtis, naudojant ILC temperatūra yra patogiau studijuoti dujų procesus.

Bendravimas slėgis ir temperatūra

Empiriškai vienas gali užtikrinti dujų slėgis yra proporcingas jo temperatūros. Tuo pačiu metu nustatė, kad slėgis yra tiesiogiai proporcingas dalelių koncentracijos:

• P = NKT,

kur T - absoliuti temperatūra, K-konstanta lygi 1,38 • 10 ^-23 J / K.

Esminis vertė turintys pastovią vertę visiems dujų, vadinama Bolcmano konstanta.

Lyginant slėgio priklausomybę nuo temperatūros ir dujų ICB pagrindinė lygtis gali būti užrašyta taip:

• = 3kT: 2

Vidutinė vertė kinetinės energijos dujų molekulių pasiūlymą yra proporcingas jo temperatūros. Tai yra, temperatūra yra nuo kinetinę energiją dalelių judėjimo priemonė.