গতিতত্ত্ব: তাপমাত্রা ও আণবিক দ্রুতি

1 · প্রত্যাশা করুন

তাপমাত্রা আসলে গড় আণবিক গতির মাপ। গ্যাসের পরম তাপমাত্রা দ্বিগুণ করলে সাধারণ আণবিক দ্রুতিও কি দ্বিগুণ হয়?

2 · প্রস্তুতি

  1. kinetic-sandbox প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। প্রকোষ্ঠে আর্গন গ্যাস আছে (M = 0.039948 kg/mol)।
  2. rms-দ্রুতি ও গড়-গতিশক্তি রিডআউট চালু করুন।
  3. প্রতিটি ট্রায়ালে গ্যাসের তাপমাত্রা সেট করুন এবং rms আণবিক দ্রুতি রেকর্ড করুন।

3 · ডেটা সংগ্রহ করুন

তাপমাত্রা T (K)গড় আণবিক গতিশক্তি (zJ)RMS গতি v_rms (m/s)
300.00
600.00
900.00

আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য √T (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে v_rms (y-অক্ষ) প্লট করুন। রেখাটি কি মূলবিন্দু দিয়ে সরল?

4 · বিশ্লেষণ করুন

  1. একটি ট্রায়ালের জন্য R = 8.314 J/(mol·K) ও M = 0.039948 kg/mol ব্যবহার করে v_rms = √(3RT/M) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
  2. ব্যাখ্যা করুন কেন v_rms তাপমাত্রার সরাসরি সমানুপাতিক না হয়ে তার বর্গমূলের সাথে বাড়ে।

5 · বিস্তার করুন

  1. একই তাপমাত্রায় দুটি গ্যাসের গড় গতিশক্তি একই, কিন্তু হালকা গ্যাসের (ছোট M) v_rms বেশি। KE_avg = ½M·v_rms² এবং KE_avg কেবল T-এর উপর নির্ভরশীল — এই দুটি মিলিয়ে ব্যাখ্যা করুন।
  2. হিলিয়াম (M ≈ 0.004 kg/mol) বেলুন থেকে শুধু বাতাস বেরোনোর চেয়ে অনেক দ্রুত বেরিয়ে যায়। আপনার v_rms সূত্র দিয়ে ব্যাখ্যা করুন কেন হালকা গ্যাস অণু ক্ষুদ্র ছিদ্র দিয়ে দ্রুত পালায়।

এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান

RMS আণবিক গতি

গ্যাস অণুর বর্গমূল-মধ্যমান দ্রুতি তাপমাত্রা ও মোলার ভরের উপর নির্ভর করে: v_rms = √(3RT/M)। হালকা ও উষ্ণ গ্যাসের অণু দ্রুত চলে।

গড় আণবিক গতিশক্তি

নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় ভর যাই হোক, আদর্শ গ্যাসের প্রতিটি অণুর গড় সমতলীয় গতিশক্তি একই: KE_avg = (3/2)k_BT। তাপমাত্রা মূলত এই গড় গতিরই মাপ।

← পরীক্ষণে ফিরে যান