Γιατί η πίεση μιας αύξησης του αερίου καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία του;
1. Αυξημένη κινητική ενέργεια:
* Όταν θερμαίνετε ένα αέριο, αυξάνετε τη μέση κινητική ενέργεια των μορίων του. Αυτό σημαίνει ότι τα μόρια κινούνται ταχύτερα και συγκρούονται με τους τοίχους του δοχείου συχνότερα.
* Αυτές οι συγκρούσεις ασκούν μεγαλύτερη δύναμη στους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων, οδηγώντας σε αύξηση της πίεσης.
2. Αυξημένη συχνότητα σύγκρουσης και δύναμη:
* Καθώς τα μόρια κινούνται ταχύτερα, συγκρούονται με τους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων πιο συχνά.
* Η αυξημένη ταχύτητα οδηγεί επίσης σε μεγαλύτερη δύναμη που ασκείται κατά τη διάρκεια κάθε σύγκρουσης.
3. Αυξημένη μοριακή απόσταση:
* Ενώ τα μόρια κινούνται γρηγορότερα, είναι επίσης πιο μακριά κατά μέσο όρο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αυξημένη κινητική ενέργεια ξεπερνά τις ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων, οδηγώντας σε μεγαλύτερο όγκο.
* Αν και τα μόρια είναι πιο μακριά, η αυξημένη συχνότητα και η δύναμη των συγκρούσεων αντισταθμίζουν αυτό, με αποτέλεσμα τη συνολική αύξηση της πίεσης.
4. Ιδανικός νόμος αερίου:
* Η σχέση μεταξύ πίεσης, όγκου, θερμοκρασίας και ο αριθμός των μορίων σε ένα αέριο περιγράφεται από τον ιδανικό νόμο περί αερίου: PV =NRT .
* Πού:
* P είναι πίεση
* V είναι όγκος
* n είναι ο αριθμός των κροταλιών
* R είναι η ιδανική σταθερά αερίου
* T είναι θερμοκρασία
* Αυτή η εξίσωση δείχνει ότι η πίεση είναι άμεσα ανάλογη με τη θερμοκρασία, υποθέτοντας τον όγκο και ο αριθμός των moles παραμένει σταθερός.
Συνοπτικά:
Η αυξημένη κινητική ενέργεια των μορίων αερίου σε υψηλότερες θερμοκρασίες οδηγεί σε συχνότερες και ισχυρές συγκρούσεις με τους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων. Αυτές οι συγκρούσεις, με τη σειρά τους, οδηγούν σε υψηλότερη πίεση. Αυτή η σχέση αντιπροσωπεύεται μαθηματικά από τον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο.
