Teoria cinetică: temperatură și viteză moleculară

1 · Prezice

Temperatura este de fapt o măsură a mișcării moleculare medii. Dacă dublezi temperatura absolută a unui gaz, se dublează și viteza moleculară tipică?

• Viteza moleculară se dublează și ea, pentru că temperatura și viteza sunt direct proporționale.
• Viteza moleculară crește cu un factor √2, nu 2, pentru că viteza depinde de rădăcina pătrată a temperaturii.
• Viteza moleculară nu depinde de temperatură.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea kinetic-sandbox și apasă Resetează. Camera conține gaz argon (M = 0.039948 kg/mol).
2. Activează citirile vitezei rms și energiei cinetică medii.
3. Setează temperatura gazului pentru fiecare încercare și înregistrează viteza moleculară rms.

3 · Colectează date

Plotează v_rms (axa y) în funcție de √T (axa x) pentru cele trei încercări. Linia este dreaptă prin origine?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează v_rms = √(3RT/M) folosind R = 8.314 J/(mol·K) și M = 0.039948 kg/mol. Compară cu tabelul.
2. Explică de ce v_rms crește cu rădăcina pătrată a temperaturii, nu în proporție directă cu ea.

5 · Extinde

1. Două gaze la aceeași temperatură au aceeași energie cinetică medie, dar gazul mai ușor (M mai mic) are un v_rms mai mare. Explică de ce, folosind KE_avg = ½M·v_rms² împreună cu faptul că KE_avg depinde doar de T.
2. Heliul (M ≈ 0.004 kg/mol) se scurge dintr-un balon mult mai repede decât se dezumflă balonul doar din aer. Folosește formula ta v_rms pentru a explica de ce moleculele de gaz mai ușor evadează prin pori mici mai repede.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit