Kinetička teorija: temperatura i brzina molekula

1 · Predviđanje

Temperatura je doista mjera prosječnog gibanja molekula. Ako udvostručiš apsolutnu temperaturu plina, udvostručuje li se i tipična brzina molekula?

• Brzina molekula se također udvostručuje, jer su temperatura i brzina izravno razmjerni.
• Brzina molekula raste faktorom √2, a ne 2, jer brzina ovisi o korijenu temperature.
• Brzina molekula ne ovisi o temperaturi.

2 · Postava

1. Otvori postav kinetic-sandbox i pritisni Resetiraj. Komora drži argon (M = 0.039948 kg/mol).
2. Omogući očitanja rms brzine i prosječne kinetičke energije.
3. Postavi temperaturu plina za svaki pokušaj i zabilježi rms brzinu molekula.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj v_rms (y-os) naspram √T (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li crta pravac kroz ishodište?

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj v_rms = √(3RT/M) koristeći R = 8.314 J/(mol·K) i M = 0.039948 kg/mol. Usporedi s tablicom.
2. Objasni zašto v_rms raste s korijenom temperature, a ne izravno razmjerno s njom.

5 · Proširenje

1. Dva plina na istoj temperaturi imaju istu prosječnu kinetičku energiju, ali lakši plin (manji M) ima viši v_rms. Objasni zašto, koristeći KE_avg = ½M·v_rms² zajedno s činjenicom da KE_avg ovisi samo o T.
2. Helij (M ≈ 0.004 kg/mol) curi iz balona mnogo brže nego što balon pada od samog zraka. Koristi svoju formulu v_rms za objašnjenje zašto lakše molekule plina bježe kroz sitne pore brže.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis