Kinētiskā teorija: temperatūra un molekulārais ātrums

1 · Prognozē

Temperatūra patiesībā ir vidējās molekulārās kustības mērs. Ja tu dubulto gāzes absolūto temperatūru, vai tipiskais molekulārais ātrums arī dubultojas?

• Molekulārais ātrums arī dubultojas, jo temperatūra un ātrums ir tieši proporcionāli.
• Molekulārais ātrums pieaug par √2 reizi, nevis 2, jo ātrums atkarīgs no temperatūras kvadrātsaknes.
• Molekulārais ātrums nav atkarīgs no temperatūras.

2 · Iestati

1. Atver kinētiskās smilškastes eksperimentu un nospied Atiestatīt. Kamera tur argona gāzi (M = 0.039948 kg/mol).
2. Ieslēdz rms ātruma un vidējās kinētiskās enerģijas rādījumus.
3. Iestati gāzes temperatūru katram mēģinājumam un ieraksti rms molekulāro ātrumu.

3 · Vāc datus

Zīmē v_rms (y ass) pret √T (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija ir taisna caur sākumpunktu?

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini v_rms = √(3RT/M) ar R = 8.314 J/(mol·K) un M = 0.039948 kg/mol. Salīdzini ar tabulu.
2. Izskadyro, kāpēc v_rms aug ar temperatūras kvadrātsakni, nevis tiešā proporcijā ar to.

5 · Paplašina

1. Divas gāzes vienā temperatūrā ir viena vidējā kinētiskā enerģija, bet vieglākai gāzei (mazāks M) ir lielāks v_rms. Izskadyro, kāpēc, izmantojot KE_avg = ½M·v_rms² kopā ar faktu, ka KE_avg atkarīgs tikai no T.
2. Hēlijs (M ≈ 0.004 kg/mol) izplūst no balona daudz ātrāk, nekā balons tukšo tikai no gaisa. Izmanto savu v_rms formulu, lai izskaidrotu, kāpēc vieglākās gāzes molekulas izbēg cauri sīkām porām ātrāk.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas