Πώς η κινητική θεωρία εξηγεί το γεγονός ότι η πίεση ενός αερίου στο σφραγισμένο δοχείο παραμένει σταθερή επ 'αόριστον, ο όγκος και η θερμοκρασία διατηρούνται σταθερή;
Βασικές έννοιες από την κινητική θεωρία
* Τα μόρια αερίου βρίσκονται σε σταθερή τυχαία κίνηση. Συγκρούονται μεταξύ τους και τα τείχη του δοχείου.
* Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων είναι ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία. Αυτό σημαίνει ότι τα θερμότερα αέρια έχουν ταχύτερα κινούμενα μόρια.
* Οι συγκρούσεις με τους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων δημιουργούν πίεση. Όσο πιο συχνές και δυναμικές είναι οι συγκρούσεις, τόσο μεγαλύτερη είναι η πίεση.
Επεξήγηση
1. σταθερή θερμοκρασία: Δεδομένου ότι η θερμοκρασία είναι σταθερή, η μέση κινητική ενέργεια των μορίων αερίου παραμένει σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι η μέση ταχύτητα των μορίων δεν αλλάζει.
2. σταθερός όγκος: Ο σταθερός όγκος του δοχείου σημαίνει ότι υπάρχει ένας περιορισμένος χώρος για να μετακινηθούν τα μόρια αερίου.
3. Ισορροπημένες συγκρούσεις: Με σταθερή θερμοκρασία και όγκο, συμβαίνει τα ακόλουθα:
* Συχνότητα σύγκρουσης: Ο αριθμός των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων αερίου και των τοιχωμάτων του δοχείου παραμένει σταθερός. Υπάρχει ένας σταθερός ρυθμός συγκρούσεων επειδή τα μόρια κινούνται με σταθερή ταχύτητα και περιορίζονται σε σταθερό χώρο.
* Δύναμη σύγκρουσης: Δεδομένου ότι η μέση κινητική ενέργεια (και επομένως η ταχύτητα) των μορίων είναι σταθερή, η δύναμη κάθε σύγκρουσης με τους τοίχους παραμένει επίσης σταθερή.
4. σταθερή πίεση: Η πίεση που ασκείται από το αέριο σχετίζεται άμεσα με το ρυθμό και τη δύναμη των συγκρούσεων με τους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων. Επειδή τόσο η συχνότητα όσο και η δύναμη αυτών των συγκρούσεων παραμένουν σταθερές, η πίεση παραμένει σταθερή.
Συνοπτικά
Η σταθερή θερμοκρασία εξασφαλίζει ότι τα μόρια αερίου διατηρούν μια σταθερή μέση ταχύτητα, ενώ ο σταθερός όγκος τα περιορίζει σε σταθερό χώρο. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα σταθερό ρυθμό και δύναμη συγκρούσεων με τους τοίχους των εμπορευματοκιβωτίων, οδηγώντας σε σταθερή και αμετάβλητη πίεση.
