Co to jest teoria kinetyczna?
Teoria kinetyczna jest teorią naukową dotyczącą natury gasów. Teoria ma wiele nazw, w tym kinetyczną teorię gassów, teorię cząsteczkową kinetyczną, teorię zderzenia i kinetyczną teorię gazów. Wyjaśnia obserwowalne i mierzalne, zwane także makroskopowymi właściwościami gass pod względem ich składu i aktywności molekularnej. Podczas gdy Izaak Newton teoretyzował, że ciśnienie gazu wynika z statycznego odpychania między cząsteczkami, teoria kinetyczna utrzymuje, że ciśnienie jest wynikiem zderzeń między cząsteczkami.
Teoria kinetyczna składa wiele założeń dotyczących GASS. Po pierwsze, gaz wykonany jest z bardzo małych cząstek, każda o niezerowej masie, nieustannie porusza się losowo. Liczba cząsteczek w próbce gazowej musi być wystarczająco duża do porównania statystycznego.
Teoria kinetyczna zakłada, że cząsteczki gazowe są idealnie sferyczne, a ElaStic i że ich zderzenia ze ścianami ich pojemnika są również sprężyste, co oznacza, że nie powodują żadnej zmiany prędkości. Całkowita objętość cząsteczek gazu jest nieistotna w porównaniu z całkowitą objętością ich pojemnika, co oznacza, że między cząsteczkami jest wystarczająca przestrzeń. Ponadto czas podczas zderzenia cząsteczki gazowej ze ścianą pojemnika jest nieistotny w związku z czasem kolizji z innymi cząsteczkami. Teoria opiera się ponadto na założeniu, że wszelkie efekty relatywistyczne lub kwantowo-mechaniczne są nieistotne i że wszelkie skutki cząstek gazu na siebie są znikome, z wyjątkiem siły wywieranej przez kolizje. Temperatura jest jedynym czynnikiem wpływającym na średnią energię kinetyczną lub energię z powodu ruchu cząstek gazu.
Założenia te należy zachować, aby równania teorii kinetycznej działały. Gaz wypełniający wszystkie te założenia jest uproszczonym teoretycznymjednostka znana jako gaz idealny. Realne gazy zwykle zachowują się wystarczająco podobnie do idealnych gazów, aby równania kinetyczne były przydatne, ale model nie jest idealnie dokładny.
Teoria kinetyczna określa ciśnienie jako siłę wywieraną przez cząsteczki gazu, gdy zderzają się ze ścianą pojemnika. Ciśnienie jest obliczane jako siła na obszar lub p = f/a. Siła jest iloczynem liczby cząsteczek gazu, n, masy każdej cząsteczki, M, i kwadratu ich średniej prędkości, V 2 rms , wszystkie podzielone przez trzykrotnie długość pojemnika, 3L. Dlatego mamy następujące równanie dla siły: f = nmv 2
Równanie ciśnienia jest p = nmv 2 RMS /3al. Ponieważ powierzchnia pomnożona przez długość jest równa objętości, v równanie to można uprościć jako p = nmv 2
Ważną częścią teorii kinetycznej jest to, że energia kinetyczna zmienia się w bezpośrednim proporcji do bezwzględnej temperatury gazu. Energia kinetyczna jest równa iloczynowi temperatury bezwzględnej, t i stałej Boltzman, K b , pomnożona przez 3/2; K = 3TK b /2. Dlatego, gdy temperatura rośnie, energia kinetyczna rośnie i żadne inne czynniki nie mają wpływu na energię kinetyczną.