Κινητική θεωρία αερίων – υποθέσεις

Το απλούστερο κινητικό μοντέλο βασίζεται στην υπόθεση ότι:(1) ένα αέριο αποτελείται από μεγάλο αριθμό πανομοιότυπων μορίων που κινούνται σε ευθεία γραμμή, χωρισμένα από μεγάλες αποστάσεις σε σχέση με το μέγεθός τους. (2) τα μόρια συγκρούονται σε απόλυτη (δεν χάνουν) ενέργεια μόνα τους με τα τοιχώματα του αγγείου, αλλά όχι σε επαφή. και (3) μεταφορά κινητικής ενέργειας μεταξύ μορίων θερμότητας. Αυτή η υπόθεση καθιστά ευκολότερο να φέρουμε τα χαρακτηριστικά του αερίου εντός του εύρους μαθηματικής επεξεργασίας.

Ένα τέτοιο μοντέλο ορίζει το τέλειο αέριο και είναι μια λογική μέτρηση του πραγματικού αερίου, ειδικά στα άκρα καθαρισμού και υψηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, μια τέτοια απλοποιημένη εξήγηση δεν είναι αρκετά ακριβής ώστε να παρακολουθεί τη συμπεριφορά των αερίων όπου υπάρχει πολύς κόσμος.

ΘΕΩΡΙΑ

Η κινητική θεωρία του αερίου είναι ένα θεατρικό μοντέλο που περιγράφει τον σχηματισμό αέριων κυττάρων με όρους μεγάλου αριθμού μικρών σωματιδίων που περιλαμβάνουν άτομα και μόρια. Επιπλέον, η θεωρία αναφέρει ότι η πίεση του αερίου προκύπτει ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης σωματιδίων και τοιχωμάτων αγγείων. Η κινητική θεωρία του αερίου ορίζει επίσης χαρακτηριστικά όπως η θερμοκρασία, ο όγκος, η πίεση και οι ιδιότητες μεταφοράς όπως το ιξώδες και η θερμική αγωγιμότητα καθώς και η υψηλή κατανομή. Βασικά περιγράφει όλες τις πτυχές που σχετίζονται με ένα δευτερεύον συμβάν.

Η θεωρητική σημασία είναι ότι βοηθά στη βελτίωση της συσχέτισης μεταξύ των μακροσκοπικών δομών και του μικροσκοπικού φαινομένου. Με απλά λόγια, η θεωρία της κινητικής αερίων μας βοηθά επίσης να μάθουμε τη δράση των μορίων. Γενικά, τα μόρια αερίου κινούνται συνεχώς και συχνά συγκρούονται με τα τοιχώματα των δοχείων. Επιπλέον, το μοντέλο βοηθά επίσης στην κατανόηση σχετικών γεγονότων όπως το κίνημα του Brown.

Με βάση την κινητική ιδέα, η πίεση στα τοιχώματα των δοχείων μπορεί να προσδιοριστεί από τον βαθμό τυχαίας σύγκρουσης των υπαρχόντων μορίων μέσης ενέργειας ανάλογα με τη θερμοκρασία του αερίου. Η πίεση του αερίου μπορεί επομένως να σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία και τη συμφόρηση. Πολλές άλλες σοβαρές αέριες ουσίες μπορούν να βρεθούν, όπως το ιξώδες, η θερμική αγωγιμότητα, η κατανομή, η θερμική ενέργεια και η κινητικότητα. Για να εξηγηθούν οι παρατηρούμενες αποκλίσεις στη συνολική συμπεριφορά του αερίου, όπως η σύνοψη, η εικασία πρέπει να προσαρμοστεί ανάλογα. Με αυτόν τον τρόπο, έχει αποκτηθεί μεγάλη κατανόηση σχετικά με τη φύση των κυτταρικών μεταλλάξεων και αλληλεπιδράσεων.

Αξιώματα Κινητικής Θεωρίας Αερίων

Η κινητική θεωρία των αξιωμάτων αερίων βοηθά στην κατανόηση των μακροσκοπικών δομών από μικρές δομές.

Τα αέρια περιέχουν μεγάλο αριθμό μικροσκοπικών σωματιδίων (άτομα και μόρια). Αυτά τα σωματίδια είναι πολύ μικρά σε σύγκριση με την απόσταση μεταξύ των σωματιδίων. Το μέγεθος κάθε σωματιδίου θεωρείται ασήμαντο και το μεγαλύτερο μέρος του όγκου που περιέχει το αέριο είναι κενό.

Αυτά τα μόρια κινούνται συνεχώς τυχαία, με αποτέλεσμα να συγκρούονται με τα τοιχώματα του αγγείου. Καθώς τα μόρια αερίου συγκρούονται με τα τοιχώματα των αγγείων, τα μόρια μεταδίδουν πίεση στα τοιχώματα. Βασικά, αυτό έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή αμέτρητης ενέργειας. Επομένως, όταν διαιρούμε αυτή τη δύναμη με το διάστημα ορίζεται ως πίεση.

Η σύγκρουση μεταξύ των μορίων και των τοιχωμάτων εκτείνεται πλήρως. Αυτό σημαίνει ότι όταν τα μόρια συγκρούονται δεν χάνουν κινητική ενέργεια. Τα μόρια δεν επιβραδύνουν ποτέ και θα παραμείνουν στην ίδια ταχύτητα.

Η κινητική ενέργεια στη μέση των σωματιδίων αερίου αλλάζει επίσης με τη θερμοκρασία. Δηλαδή, όταν η θερμοκρασία είναι υψηλή, αυξάνει το επίπεδο κινητικής ενέργειας του αερίου.

Τα μόρια δεν έχουν την ικανότητα να έλκονται ή να ανταγωνίζονται εκτός και αν συγκρουστούν.

ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΗΝ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

α) Σύμφωνα με το αξίωμα της κινητικής θεωρίας των αερίων, η τριβή μεταξύ των μορίων και του τοιχώματος του δοχείου διαστέλλεται εντελώς φυσικά.

(β) Όταν μια μάζα αερίου m που ταξιδεύει με μεγάλη ταχύτητα συγκρούεται με το τοίχωμα ενός δοχείου, η μεταβολή της πίεσης είναι Δp =– 2 mu. Επομένως, ένα βαρύ μόριο θα μεταφέρει περισσότερη πίεση στο τοίχωμα καθώς θα υπάρξει σημαντική αλλαγή στην πίεση του μορίου του αερίου που συγκρούεται. Ωστόσο, αυτό δεν ορίζεται στην κινητική θεωρία.

(γ) Σύμφωνα με τον Maxwell-Boltzmann για τη μοριακή ταχύτητα, πολύ λίγα μόρια έχουν υψηλή ή πολύ χαμηλή ταχύτητα. Τα περισσότερα μόρια κινούνται με μέτρια ταχύτητα.

(δ) Σύμφωνα με την κινητική θεωρία των αερίων, ένα μόριο αερίου κινείται σε ευθεία γραμμή, εκτός εάν συγκρουστεί με άλλο μόριο ή σε ένα τοίχωμα δοχείου και μια αλλαγή στην πίεση φαίνεται μόνο μετά από σύγκρουση.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Η κινητική θεωρία του αερίου περιγράφει τις τρεις μακροσκοπικές όψεις του αερίου ως προς το μικρό μέγεθος των ατόμων και των μορίων που συνθέτουν το αέριο. Γενικά, οι φυσικές ιδιότητες των στερεών και των υγρών μπορούν να οριστούν από το μέγεθος, το σχήμα, το μέγεθος, τον όγκο τους κ.λπ. Ωστόσο, στην περίπτωση των αερίων, δεν έχουν ακριβές σχήμα, μέγεθος, μέγεθος ή όγκο. Η κινητική θεωρία του αερίου είναι χρήσιμη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί από αυτή την άποψη.

Με τη βοήθεια της θεωρίας κινητικών αερίων, οι φυσικές ιδιότητες οποιουδήποτε αερίου μπορούν γενικά να περιγραφούν με όρους τριών μετρήσιμων μακροσκοπικών αντικειμένων. Πίεση, όγκος και θερμοκρασία του δοχείου στο οποίο αποθηκεύεται ή βρίσκεται το αέριο.