Kineetiline teooria: temperatuur ja molekulide kiirus

1 · Ennusta

Temperatuur on tegelikult keskmise molekulaarliikumise mõõt. Kui sa kahekordistad gaasi absoluuttemperatuuri, kas tüüpiline molekulide kiirus samuti kahekordistub?

• Molekulide kiirus kahekordistub samuti, sest temperatuur ja kiirus on otseselt võrdelised.
• Molekulide kiirus kasvab teguriga √2, mitte 2, sest kiirus sõltub temperatuuri ruutjuurest.
• Molekulide kiirus ei sõltu temperatuurist.

2 · Seadista

1. Ava kineetilise teooria liivakasti eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Kamber hoiab argoonigaasi (M = 0.039948 kg/mol).
2. Lülita sisse rms-kiiruse ja keskmise kineetilise energia näidud.
3. Sea iga katse jaoks gaasi temperatuur ja kirjuta üles molekulide rms-kiirus.

3 · Kogu andmeid

Joonista v_rms (y-telg) √T (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas joon on sirge läbi origo?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses v_rms = √(3RT/M), kasutades R = 8.314 J/(mol·K) ja M = 0.039948 kg/mol. Võrdle tabeliga.
2. Selgita, miks v_rms kasvab temperatuuri ruutjuurega pigem kui sellega otseselt võrdeliselt.

5 · Laienda

1. Kaks gaasi samal temperatuuril omavad sama keskmist kineetilist energiat, aga kergemal gaasil (väiksem M) on kõrgem v_rms. Selgita miks, kasutades KE_avg = ½M·v_rms² koos faktiga, et KE_avg sõltub ainult T-st.
2. Helium (M ≈ 0,004 kg/mol) lekib balloonist välja palju kiiremini, kui balloon õhust ise tühjeneb. Kasuta oma v_rms valemit, et selgitada, miks kergemad gaasimolekulid pääsevad väikeste pooride kaudu kiiremini välja.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte