동역학 이론이란 무엇입니까?
동역학 이론은 가스의 성질에 관한 과학적 이론입니다. 이론은 기체의 운동 이론, 운동 분자 이론, 충돌 이론 및 기체의 운동 분자 이론을 포함하여 많은 이름으로 간다. 그것은 분자 구성과 활성 측면에서 가스의 관찰 가능하고 측정 가능하며 거시적이라고도합니다. Isaac Newton은 기체의 압력이 분자들 사이의 정적 반발에 의한 것이라고 이론화했지만, 운동 이론은 압력이 분자들 간의 충돌의 결과라고 주장합니다.
동역학 이론은 가스에 대해 많은 가정을합니다. 첫째, 가스는 질량이 0이 아닌 매우 작은 입자로 만들어져 끊임없이 무작위로 움직입니다. 가스 샘플의 분자 수는 통계적 비교를 위해 충분히 커야합니다.
동역학 이론은 기체 분자가 완벽하게 구형이며 탄성이며 용기 벽과의 충돌도 탄성이라고 가정하여 속도의 변화를 일으키지 않음을 의미합니다. 가스 분자의 총 부피는 컨테이너의 총 부피와 비교하여 무시할 수 있습니다. 즉, 분자 사이에 충분한 공간이 있습니다. 또한, 용기 벽과 가스 분자의 충돌 동안의 시간은 다른 분자와의 충돌 사이의 시간과 관련하여 무시할 만하다. 이론은 충돌에 의해 가해지는 힘을 제외하고는 상대 론적 또는 양자 역학적 영향이 무시할 수 있고 가스 입자가 서로에 미치는 영향을 무시할 수 있다는 가정에 더 의존한다. 온도는 가스 입자의 평균 운동 에너지 또는 운동으로 인한 에너지에 영향을 미치는 유일한 요소입니다.
운동 이론의 방정식이 작동하기 위해서는 이러한 가정이 유지되어야합니다. 이러한 모든 가정을 충족시키는 가스는 이상적인 가스라고 알려진 단순화 된 이론적 실체입니다. 실제 가스는 일반적으로 운동 방정식이 유용하기에 이상적인 가스와 충분히 유사하게 작동하지만 모델이 완벽하게 정확하지는 않습니다.
동역학 이론은 압력이 가스 분자가 용기 벽과 충돌 할 때 가스 분자에 의해 가해지는 힘으로 정의합니다. 압력은 면적당 힘 또는 P = F / A로 계산됩니다. 힘은 기체 분자의 수 N, 각 분자의 질량 m, 그리고 평균 속도의 제곱 v 2 rms 를 모두 용기 길이 3l의 3 배로 나눈 값입니다. 따라서 우리는 힘에 대한 다음 방정식을 갖습니다. F = Nmv 2 rms / 3l. 약어 인 rms는 모든 입자의 속도의 평균 인 제곱 평균 제곱을 나타냅니다.
압력 방정식은 P = Nmv 2 rms / 3Al입니다. 길이에 곱한 면적이 부피 V와 같으므로이 방정식은 P = Nmv 2 rms / 3V로 단순화 될 수 있습니다. 압력과 체적의 산물 인 PV는 총 운동 에너지의 3 분의 2, 즉 K로 미세한 것으로부터 거시적 성질을 도출 할 수 있습니다.
운동 이론의 중요한 부분은 운동 에너지가 가스의 절대 온도에 정비례하여 변화한다는 것입니다. 운동 에너지는 절대 온도 T와 볼츠만 상수 k B 에 3/2를 곱한 값과 같습니다. K = 3Tk B / 2. 따라서 온도가 상승 할 때마다 운동 에너지가 증가하고 운동 에너지에 영향을 미치는 다른 요인은 없습니다.