Молекулно-кинетична теория: температура и молекулна скорост

1 · Предскажи

Температурата наистина е мярка за средното молекулно движение. Ако удвоиш абсолютната температура на газ, удвоява ли се и типичната молекулна скорост?

• Молекулната скорост също се удвоява, понеже температурата и скоростта са право пропорционални.
• Молекулната скорост нараства с фактор √2, не 2, понеже скоростта зависи от корен квадратен от температурата.
• Молекулната скорост не зависи от температурата.

2 · Постановка

1. Отвори настройката кинетичен пясъчник и натисни Нулирай. Камерата държи аргон (M = 0.039948 kg/mol).
2. Включи показанията за rms скорост и средна кинетична енергия.
3. Задай температурата на газа за всеки опит и запиши rms молекулната скорост.

3 · Събери данни

Чертай v_rms (ос y) спрямо √T (ос x) за трите си опита. Права ли е линията през началото?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли v_rms = √(3RT/M) с R = 8.314 J/(mol·K) и M = 0.039948 kg/mol. Сравни с таблицата.
2. Обясни защо v_rms расте с корен квадратен от температурата, а не в права пропорция с нея.

5 · Надгради

1. Два газа при една и съща температура имат еднаква средна кинетична енергия, но по-лекият газ (по-малко M) има по-високо v_rms. Обясни защо, ползвайки KE_avg = ½M·v_rms² заедно с факта, че KE_avg зависи само от T.
2. Хелият (M ≈ 0.004 kg/mol) изтича от балон много по-бързо, отколкото балонът се сдува, когато от него изтича само въздух. Ползвай формулата си за v_rms, за да обясниш защо по-леките молекули газ избягват през миниатюрни пори по-бързо.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат