Kinetická teória: teplota a rýchlosť molekúl

1 · Predikuj

Teplota je v skutočnosti miera priemerného molekulového pohybu. Ak zdvojnásobíš absolútnu teplotu plynu, zdvojnásobí sa aj typická rýchlosť molekúl?

• Rýchlosť molekúl sa tiež zdvojnásobí, pretože teplota a rýchlosť sú priamo úmerné.
• Rýchlosť molekúl sa zväčší činiteľom √2, nie 2, pretože rýchlosť závisí na druhej odmocnine teploty.
• Rýchlosť molekúl nezávisí na teplote.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu kinetické pieskovisko a stlač Resetovať. Komora drží argón (M = 0.039948 kg/mol).
2. Zapni odčítania efektívnej rýchlosti a priemernej kinetickej energie.
3. Nastav teplotu plynu pre každý pokus a zaznamenaj efektívnu rýchlosť molekúl.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj v_rms (os y) verzus √T (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná cez začiatok?

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj v_rms = √(3RT/M) s R = 8.314 J/(mol·K) a M = 0.039948 kg/mol. Porovnaj s tabuľkou.
2. Vysvetli, prečo v_rms rastie s druhou odmocninou teploty namiesto priamej úmernosti.

5 · Rozšír

1. Dva plyny pri tej istej teplote majú rovnakú priemernú kinetickú energiu, ale ľahší plyn (menšie M) má vyššie v_rms. Vysvetli prečo, pomocou KE_avg = ½M·v_rms² spolu so skutočnosťou, že KE_avg závisí len na T.
2. Hélium (M ≈ 0.004 kg/mol) uniká z balóna oveľa rýchlejšie, než balón splaskne samotným vzduchom. Použi svoj vzorec v_rms na vysvetlenie, prečo ľahšie molekuly plynu unikajú cez drobné póry rýchlejšie.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky