Идеал газдың молекула-кинетикалық теориясының (МКТ) негізгі теңдеуі. Газ молекулаларының орташа квадраттық жылдамдығы

Идеал газ үшін молекула-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуіҮздіксіз бейберекет ретсіз қозғалыстағы газ молекулаларының өзара және ыдыс қабырғасымен соқтығысуы абсолют серпімді болады. Молекулалардың соқтығысулары арқылы олардың арасында жылдамдық пен энергия алмасулары жүреді. Молекулалардың қабырғамен соқтығысуынан газ қысымы пайда болады.Идеал газ үшін молекула-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі жүйенің тәжірибеде өлшенетін р макроскопиялық параметрі мен бөлшектің микроскопиялық параметрін байланыстырады ( ):

, мұндағы –молекула массы, п –молекулалар концентрациясы; – газ молекулаларының ілгерілемелі қозғалысының орташа квадраттық жылдамдығы (көп жағдайда түрінде белгіленеді).

28 Газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралу заңы (Максвелл заңы)

Газ молекулалары ретсіз қозғалып, бір-бірімен үздіксіз соқтығыста болатындықтан, молекулалардың жылдамдықтары да әртүрлі болып, олар жылдамдық бойынша қандай да бір заңдылық бойынша таралады. Молекулалардың қозғалысына ретсіздік, ал олардың соқтығысуларына ықтималдылық тән болатынына қарамастан, теория мен тәжірибе олардың жылдамдықтар бойынша таралуы бір ғана мүмкін заңдылық бойынша бірмәнді анықталатынын көрсетті. Ықтималдылық теориясын қолдана отырып, 1860 жылы Максвелл идеал газ молекулаларының жылдамдықтар бойынша таралу заңын анықтады:

мұндағы- таралу функциясы.Функцияның нақты түрі газ тегіне (молекула массасы ) және оның температурасына байланысты. Қысым мен көлем молекулалардың жылдамдықтар бойынша таралуына әсер етпейді. Таралу функциясы максимум болатын жылдамдық ең ықтимал жылдамдық деп аталады.

Ең ықтимал жылдамдық

Орташа арифметикалық жылдамдық

Орташаквадраттықжылдамдық

Барометрлік формула. Больцман үлестірілуі.

Біртекті ауырлық күші өрісіндегі идеал газ қысымының биіктікке байланысты өзгеруі барометрлік формуламен анықталады:

, мұндағы:р мен р₀ – газдың h және h = 0 биіктіктердегі қысымы, – газдың мольдік массасы. Осы өрнек пенкүй теңдеуі бойынша Больцман таралуы деп аталатын концентрацияның сыртқы потенциалдық өрісте биіктікке байланысты өзгеру заңын алуға болады:

немесе

, мұндағып мен п₀ – газдың h және h = 0 биіктіктердегі концентрациясы, т₀ – молекула массасы, - бөлшектің потенциалдық энергиясы.

Газ молекулаларының ретсіз қозғалысы. Газ молекулаларының еркін жүру жолының орташа ұзындығы. Газ молекулаларының соқтығысуларының орташа саны. Газ молекулаларының эффектив диаметрі.

Броундық қозғалыс, браундық қозғалыс — сұйық не газ ішіндегі ұсақ бөлшектердің қоршаған орта молекулаларының соққысы әсерінен болатын бей-берекет қозғалысы. Броундық қозғалыстың болу себебі — орта молекулаларының жылулық қозғалысы және бөлшектердің орта молекулаларымен соқтығысуы кезінде алатын импульстерінің теңгерілмеуі.Молекулалардың бір-бірімен соқтыққанға дейін жүрген жолын орташа еркін қозғалыс жолының ұзындығыдейді. Ол мына формуламен анықталады:

Басқа молекулалардың қозғалысын ескерсек, онда бірлік уақыттағы соқтығысу саны болады, оны төмендегідей жазуға болады: Соқтығысу кезінде екі молекуланың центрлерінің арасындағы ең минимал қашықтық молекуланың эффективтік диаметрі деп аталады.