fizyka wzory prawa zadania teoria, chemia teoria zadania wzory, modelarstwo szkutnicze

Teoria kinetyczno-molekularna gazu doskonałego

Termodynamika

- nauka badająca wzajemne związki między wielkościami termodynamicznymi

Wielkości termodynamiczne

- są to wielkości makroskopowe takie jak ciśnienie, gęstość, temperatura, ciepło, energia wewnętrzna przy pomocy, których opisuje się układy złożone z ogromnej ilości cząstek. Na przykład takim układem jest gaz.

Średnia droga swobodna

- jest to odcinek toru cząsteczki, którego długość odpowiada odległości między dwoma sąsiednimi zderzeniami.
Wielkość ta została wprowadzona z tego względu, iż długość drogi swobodnej w trakcie ruchu cząsteczki ulega zmianom.

Gaz doskonały

- jest to model nieistniejącego w rzeczywistości gazu, w którym to zakłada się, że cząsteczki gazu podczas zderzenia nie pochłaniają energii (zderzenia są doskonale sprężyste), cząsteczki nie oddziałują ze sobą (za wyjątkiem momentu zderzenia), cząsteczka gazu traktowana jest jak punkt materialny, ni posiada rozmiarów (nie ma, więc objętości), posiada masę.

Liczba Avogadra (stała Avogadra)

to liczba atomów, cząstek lub innych cząstek materii w jednym molu substancji złożonej z tychże atomów lub cząsteczek
liczba avogadra

Stała gazowa

- oznaczana jako R, stała fizyczna równa pracy wykonanej przez 1 mol gazu doskonałego podgrzewanego o 1 kelwin podczas przemiany izobarycznej, jest związana ze stałą Boltzmana (oznaczana jako k) poniższą zależnością
stała gazowa

Równanie gazu doskonałego

Jest to matematyczny zapis związku wielkości makroskopowych ciśnienia, objętości, temperatury opisujących gaz. Można je podać w dwóch postaciach:
wzór równanie gazu doskonałego
Jedna zależność przechodzi w drugą- w równanie Clapeyrona:
wzór równanie Clapeyrona

Temperatura

- jest miarą stopnia nagrzania ciał, można ją ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.
ściąga fizyka na komórki W powyższych wzorach temperaturę podajemy w kalwinach (273K to 0oCelsjusza)

Średnia energia kinetyczna ruchu postępowego cząsteczek jest proporcjonalna do temperatury wyrażonej w skali bezwzględniej (w kelwinach), współczynnikiem proporcjonalności jest 3k/2, gdzie k to stała Boltzmana

Termometry gazowe

Zależność
wzór pV=NkT
pozwala konstruować termometry gazowe, w których rejestrując zmianę objętości lub ciśnienia można określić temperaturę

Termometr gazowy o stałym ciśnieniu

Termometr gazowy o stałym ciśnieniu
Gaz zamknięty rtęcią zachowuj stałe ciśnienie równe ciśnieniu atmosferycznemu. Podczas zmiany temperatury zmienia się objętość gazu, którą można obserwować na tle skali.

Termometr gazowy ze stałą objętością

jest termometrem bardzo dokładnym i służy do skalowani innych typów termometrów. Czynnikiem roboczym jest hel. Gaz zamknięty w termometrze zmienia swoje ciśnienie, które są odczytywane poprzez zmianę wysokości słupa rtęci w ramieniu U- rurki
Termometr gazowy ze stałą objętością

Stopień swobody cząsteczki

- jest to najmniejsza liczba niezależnych współrzędnych, które należy podać, aby jednoznacznie położenie cząsteczki w przestrzeni

Cząsteczka jednoatomowa

ma trzy stopnie swobody (trzy współrzędne opisujące położenie środka masy)
trzy stopnie swobody

Cząsteczka dwuatomowa

ma pięć stopni swobody (trzy współrzędne opisujące położenie środka masy oraz dwie współrzędne określające obrót względem osi O'-O', O''-O'')
pięć stopni swobody

Cząsteczka trójatomowa i więcej

ma sześć stopni swobody (trzy współrzędne opisujące położenie środka masy oraz trzy współrzędne określające obrót względem osi O'-O', O''-O'', O'''-O''')
sześć stopni swobody

Zasada ekwipartycji energii

- na każdy stopień swobody cząsteczki przypada jednakowa część energii równa
wzór zasada ekwipartycji energii

Energia wewnętrzna gazów

- (symbol U) to całkowity zasób energii układu stanowiący sumę energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych układu, a także energii ruchu cieplnego cząsteczek oraz wszystkich innych rodzajów energii występujących w układzie.
Uwzględniając zasadę ekwipartycji oraz ilość stopni swobody można podać, że energia wewnętrzna N cząstek
a) gazu jednoatomowego wyraża się zależnością
wzór energia wewnętrzna N cząstek gazu jednoatomowego
b) gazu dwuatomowego wyraża się zależnością
wzór energia wewnętrzna N cząstek gazu dwuatomowego
c) gazu trójatomowego wyraża się zależnością
wzór energia wewnętrzna N cząstek gazu trójatomowego