Kinetisk teori: Temperatur och molekylhastighet

1 · Förutsäg

Temperatur är egentligen ett mått på molekylernas medelrörelse. Om du fördubblar en gass absoluta temperatur, fördubblas då också den typiska molekylhastigheten?

• Molekylhastigheten fördubblas också, eftersom temperatur och hastighet är direkt proportionella.
• Molekylhastigheten ökar med faktorn √2, inte 2, eftersom hastigheten beror av kvadratroten ur temperaturen.
• Molekylhastigheten beror inte av temperaturen.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Kinetisk gasteori och tryck på Återställ. Kammaren innehåller argongas (M = 0.039948 kg/mol).
2. Aktivera avläsningarna av rms-fart och genomsnittlig rörelseenergi.
3. Ställ in gastemperaturen för varje försök och notera rms-molekylfarten.

3 · Samla data

Rita v_rms (y-axeln) mot √T (x-axeln) för dina tre försök. Är linjen rät och genom origo?

4 · Analysera

1. Beräkna för ett försök v_rms = √(3RT/M) med R = 8.314 J/(mol·K) och M = 0.039948 kg/mol. Jämför med tabellen.
2. Förklara varför v_rms växer med kvadratroten ur temperaturen i stället för i direkt proportion till den.

5 · Utvidga

1. Två gaser vid samma temperatur har samma genomsnittliga rörelseenergi, men den lättare gasen (mindre M) har högre v_rms. Förklara varför, med KE_avg = ½M·v_rms² tillsammans med att KE_avg bara beror av T.
2. Helium (M ≈ 0.004 kg/mol) läcker ur en ballong mycket snabbare än ballongen töms av luft ensam. Använd din formel för v_rms för att förklara varför lättare gasmolekyler tar sig ut genom små porer snabbare.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik