Kinetična teorija: temperatura in hitrost molekul

1 · Predvidi

Temperatura je res merilo povprečnega gibanja molekul. Če podvojiš absolutno temperaturo plina, ali se tudi tipična hitrost molekul podvoji?

• Hitrost molekul se prav tako podvoji, ker sta temperatura in hitrost neposredno sorazmerna.
• Hitrost molekul se poveča za faktor √2, ne 2, ker je hitrost odvisna od kvadratnega korena temperature.
• Hitrost molekul ni odvisna od temperature.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev kinetic-sandbox in pritisni Ponastavi. Komora drži argon (M = 0,039948 kg/mol).
2. Omogoči odčitka efektivne hitrosti in povprečne kinetične energije.
3. Nastavi temperaturo plina za vsak poskus in zabeleži efektivno hitrost molekul.

3 · Zberi podatke

Nariši v_rms (os y) proti √T (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna skozi izhodišče?

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj v_rms = √(3RT/M) z R = 8.314 J/(mol·K) in M = 0,039948 kg/mol. Primerjaj s tabelo.
2. Razloži, zakaj v_rms raste s kvadratnim korenom temperature namesto v neposredni sorazmernosti z njo.

5 · Razširi

1. Dva plina pri isti temperaturi imata isto povprečno kinetično energijo, a lažji plin (manjši M) ima višji v_rms. Razloži zakaj z KE_avg = ½M·v_rms² skupaj z dejstvom, da KE_avg je odvisna samo od T.
2. Helij (M ≈ 0,004 kg/mol) uide iz balona precej hitreje, kot se balon izprazni od samega zraka. Z formulo za v_rms razloži, zakaj lažje molekule plinu skozi drobne pore hitreje.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov