Kinetisk teori: temperatur og molekylærfart

1 · Prediker

Temperatur er egentlig et mål på gjennomsnittlig molekylær bevegelse. Hvis du dobler en gass' absolutte temperatur, dobler den typiske molekylærfarten seg også?

• Molekylærfarten dobles også, siden temperatur og fart er direkte proporsjonale.
• Molekylærfarten øker med en faktor √2, ikke 2, siden farten avhenger av kvadratroten av temperaturen.
• Molekylærfarten avhenger ikke av temperaturen.

2 · Oppsett

1. Åpne kinetisk-sandkasse-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Kammeret holder argongass (M = 0,039948 kg/mol).
2. Aktiver rms-fart- og gjennomsnittlig-kinetisk-energi-avlesningene.
3. Sett gastemperaturen for hvert forsøk og registrer rms-molekylærfarten.

3 · Samle inn data

Plott v_rms (y-akse) mot √T (x-akse) for dine tre forsøk. Er linjen rett gjennom origo?

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn v_rms = √(3RT/M) med R = 8,314 J/(mol·K) og M = 0,039948 kg/mol. Sammenlign med tabellen.
2. Forklar hvorfor v_rms vokser med kvadratroten av temperaturen i stedet for i direkte proporsjon med den.

5 · Utvid

1. To gasser ved samme temperatur har samme gjennomsnittlige kinetiske energi, men den lettere gassen (mindre M) har høyere v_rms. Forklar hvorfor, med KE_avg = ½M·v_rms² sammen med det faktum at KE_avg bare avhenger av T.
2. Helium (M ≈ 0,004 kg/mol) lekker ut av en ballong mye raskere enn ballongen tømmes av luft alene. Bruk v_rms-formelen din til å forklare hvorfor lettere gassmolekyler unnslipper gjennom bittesmå porer raskere.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark