Kinetická teorie: teplota a rychlost molekul

1 · Predikuj

Teplota je doopravdy míra průměrného pohybu molekul. Když zdvojnásobíš absolutní teplotu plynu, zdvojnásobí se i typická rychlost molekul?

• Rychlost molekul se taky zdvojnásobí, protože teplota a rychlost jsou přímo úměrné.
• Rychlost molekul se zvětší činitelem √2, ne 2, protože rychlost závisí na odmocnině z teploty.
• Rychlost molekul na teplotě nezávisí.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu kinetic-sandbox a stiskni Resetovat. Komora drží argon (M = 0.039948 kg/mol).
2. Zapni odečty efektivní rychlosti a průměrné kinetické energie.
3. Nastav teplotu plynu pro každý pokus a zapiš efektivní rychlost molekul.

3 · Sbírej data

Vynes v_rms (osa y) proti √T (osa x) pro své tři pokusy. Prochází čára počátkem?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti v_rms = √(3RT/M) s R = 8.314 J/(mol·K) a M = 0.039948 kg/mol. Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli, proč v_rms roste s odmocninou teploty, ne v přímé úměře.

5 · Rozšiř

1. Dva plyny při stejné teplotě mají stejnou průměrnou kinetickou energii, ale lehčí plyn (menší M) má vyšší v_rms. Vysvětli proč, pomocí KE_avg = ½M·v_rms² spolu se skutečností, že KE_avg závisí jen na T.
2. Helium (M ≈ 0.004 kg/mol) uniká z balónku mnohem rychleji, než balonek splaská samotným vzduchem. Použij svůj vzorec pro v_rms a vysvětli, proč lehčí molekuly plynu unikají drobnými póry rychleji.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky