MOLECULAR PHYSICS

MGA PUNDASYON NG MOLECULAR-KINETIC THEORY

1. Ang pangunahing mga probisyon ng molecular kinetic theory, ang istraktura ng bagay mula sa punto ng view ng MKT.

2. Ano ang tinatawag na atom? Molecule?

3. Ano ang tinatawag na dami ng sangkap? Ano ang unit nito (define it)?

4. Ano ang molar mass na tinatawag na molar volume?

5. Paano matutukoy ang masa ng mga molekula; ang laki ng mga molekula. Ano ang tinatayang masa ng mga molekula at ang kanilang mga sukat?

6. Ilarawan ang mga eksperimento na nagpapatunay sa mga pangunahing probisyon ng MKT.

7. Ano ang tinatawag na ideal gas? Anong mga kundisyon ang dapat nitong matugunan? Sa ilalim ng anong mga kondisyon ang isang tunay na gas ay malapit sa mga katangian nito dito?

8. Isulat ang mga formula para sa arithmetic mean speed, root mean square speed.

9. Ano ang pinatutunayan ng mga eksperimento sa diffusion? Brownian motion? Ipaliwanag ang mga ito batay sa MKT

10. Ano ang pinatutunayan ng eksperimento ni Stern? Ipaliwanag batay sa MKT.

11. Kunin at bumalangkas ng pangunahing equation ng MKT. Anong mga pagpapalagay ang ginamit sa derivation ng basic equation ng MKT.

12. Ano ang katangian ng temperatura ng katawan?

13. Pagbalangkas at mathematical notation ng mga batas ni Dalton, Boyle Mariotte, Gay Lussac, Charles.

14. Ano ang pisikal na kakanyahan ng absolute zero temperature? Itala ang kaugnayan sa pagitan ng ganap na temperatura at temperatura ng Celsius. Maaabot ba ang absolute zero, bakit?

15. Paano ipaliwanag ang presyon ng mga gas mula sa punto ng view ng MKT? Ano ang nakasalalay dito?

16. Ano ang ipinapakita ng palagiang Avogadro? Ano ang halaga nito?

17. Ano ang halaga ng universal gas constant?

18. Ano ang halaga ng Boltzmann constant?

19. Isulat ang Mendeleev-Clapeyron equation. Anong mga dami ang kasama sa formula?

20. Isulat ang Clapeyron equation. Anong mga dami ang kasama sa formula?

21. Ano ang tinatawag na partial pressure ng isang gas?

22. Ano ang tinatawag na isoprocess, anong isoprocesses ang alam mo.

23. Konsepto, kahulugan, panloob na enerhiya ng isang perpektong gas.

24. Mga parameter ng gas. Pinagmulan ng pinag-isang batas ng gas.

25. Pinagmulan ng Mendeleev-Clapeyron equation.

26. Ano ang tinatawag na: molar mass ng isang substance, dami ng substance, relative atomic mass ng substance, density, concentration, absolute body temperature? Sa anong mga yunit sila sinusukat?

27. Gas pressure. Mga yunit ng presyon sa SI. Formula. Mga instrumento para sa pagsukat ng presyon.

28. Ilarawan at ipaliwanag ang dalawang sukat ng temperatura: thermodynamic at praktikal.

30. Bumuo ng mga batas na naglalarawan sa lahat ng uri ng isoprocesses?

31. Gumuhit ng plot ng ideal na gas density kumpara sa thermodynamic temperature para sa isang isochoric na proseso.

32. Gumuhit ng plot ng ideal na gas density kumpara sa thermodynamic temperature para sa isang isobaric na proseso.

33. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng Clapeyron-Mendeleev equation at ng Clapeyron equation?

34. Isulat ang formula para sa average na kinetic energy ng ideal gas.

35. Root-mean-square velocity ng thermal motion ng mga molecule.

36. Average na bilis ng magulong paggalaw ng mga molekula.

2. Ang mga particle na bumubuo sa mga substance ay tinatawag na molecules. Ang mga particle na bumubuo sa mga molekula ay tinatawag na mga atomo.

3. Ang dami na tumutukoy sa bilang ng mga molekula sa isang ibinigay na sample ng isang sangkap ay tinatawag na dami ng sangkap. ang isang nunal ay ang dami ng isang sangkap na naglalaman ng kasing dami ng mga molekula gaya ng mayroong mga carbon atom sa 12 g ng carbon.

4. Molar mass ng isang substance - ang mass ng isang mole ng substance (g / mol) Molar volume - ang volume ng isang mole ng substance, ang halaga na nakuha sa pamamagitan ng paghahati ng molar mass sa density.

5. Pag-alam sa molar mass, maaari mong kalkulahin ang masa ng isang molekula: m0 = m/N = m/vNA = M/NA Ang diameter ng isang molekula ay itinuturing na pinakamababang distansya kung saan pinapayagan silang lumapit sa isa't isa sa pamamagitan ng mga salungat na pwersa. Gayunpaman, ang konsepto ng laki ng molekular ay may kondisyon. Ang average na laki ng mga molekula ay mga 10-10 m.

7. Ang ideal na gas ay isang modelo ng isang tunay na gas na may mga sumusunod na katangian:
Ang mga molekula ay bale-wala kumpara sa average na distansya sa pagitan nila
Ang mga molekula ay kumikilos tulad ng maliliit na matigas na bola: sila ay nababanat na nagbabanggaan sa isa't isa at sa mga dingding ng sisidlan, walang iba pang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan nila.

Ang mga molekula ay nasa patuloy na magulong paggalaw. Lahat ng mga gas sa hindi masyadong mataas na presyon at hindi masyadong mababang temperatura malapit sa kanilang mga ari-arian sa isang perpektong gas. Sa mataas na presyon, ang mga molekula ng gas ay napakalapit sa isa't isa na ang kanilang sariling mga sukat ay hindi maaaring pabayaan. Habang bumababa ang temperatura, ang kinetic energy ng mga molekula ay bumababa at nagiging maihahambing sa kanilang potensyal na enerhiya; samakatuwid, ang potensyal na enerhiya ay hindi maaaring pabayaan sa mababang temperatura.

Sa mataas na presyon at mababang temperatura, ang gas ay hindi maituturing na perpekto. Ang ganitong gas ay tinatawag totoo.(Ang pag-uugali ng isang tunay na gas ay inilalarawan ng mga batas na naiiba mula sa isang perpektong gas.)

Root mean square velocity ng molecules - root mean square value ng modulus of velocities ng lahat ng molekula ng itinuturing na halaga ng gas

At kung ipinta natin ang unibersal na gas constant, bilang, at para sa isang molar mass, kung gayon magtatagumpay tayo?

Sa formula na ginamit namin:

Ang ibig sabihin ng ugat ay parisukat na bilis ng mga molekula

Boltzmann pare-pareho

Temperatura

Mass ng isang molekula

Universal gas constant

Molar mass

Dami ng substance

Average na kinetic energy ng mga molecule

Numero ni Avogadro

Ang arithmetic average na bilis ng mga molekula ay tinutukoy ng formula

saan M - molar mass ng substance.

9. Brownian motion. Minsan noong 1827, ang Ingles na siyentipiko na si R. Brown, na nag-aaral ng mga halaman gamit ang isang mikroskopyo, ay natuklasan ang isang napaka hindi pangkaraniwang pangyayari. Ang mga spores na lumulutang sa tubig (maliit na buto ng ilang halaman) ay gumagalaw nang palukso nang walang maliwanag na dahilan. Pinagmasdan ni Brown ang paggalaw na ito (tingnan ang figure) sa loob ng ilang araw, ngunit hindi makapaghintay na huminto ito. Napagtanto ni Brown na siya ay nakikitungo sa isang kababalaghan na hindi alam ng siyensya, kaya inilarawan niya ito nang detalyado. Kasunod nito, pinangalanan ng mga physicist ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa pangalan ng nakatuklas - Brownian motion.

Imposibleng ipaliwanag ang Brownian motion maliban kung kunwari na ang mga molekula ng tubig ay nasa random, walang katapusang paggalaw. Nagbanggaan sila sa isa't isa at sa iba pang mga particle. Ang pagharap sa mga spores, ang mga molekula ay nagiging sanhi ng kanilang mga spasmodic na paggalaw, na naobserbahan ni Brown sa pamamagitan ng isang mikroskopyo. At dahil ang mga molekula ay hindi nakikita sa pamamagitan ng isang mikroskopyo, ang paggalaw ng mga spores ay tila walang dahilan para kay Brown.

Pagsasabog

Paano ipaliwanag ang acceleration ng mga phenomena na ito? Isang paliwanag: ang pagtaas ng temperatura ng katawan ay humahantong sa pagtaas ng bilis ng paggalaw ng mga bahaging bumubuo nito.

Kaya, ano ang mga konklusyon mula sa mga eksperimento? Ang independiyenteng paggalaw ng mga particle ng mga sangkap ay sinusunod sa anumang temperatura. Gayunpaman, habang ang temperatura ay tumataas, ang paggalaw ng mga particle ay nagpapabilis, na humahantong sa isang pagtaas sa kanilang kinetic energy. Bilang resulta, ang mga mas "energetic" na mga particle na ito ay nagpapabilis sa proseso ng pagsasabog, brownian motion at iba pang mga phenomena, tulad ng paglusaw o pagsingaw.

10. Mabagsik na karanasan- isang eksperimento kung saan ang bilis ng mga molekula ay eksperimento na sinusukat. Napatunayan na ang iba't ibang mga molekula sa isang gas ay may iba't ibang bilis, at sa isang naibigay na temperatura, maaari nating pag-usapan ang tungkol sa pamamahagi ng mga molekula sa mga bilis at tungkol sa average na bilis ng mga molekula.

OKPO 02508493, OGRN 1023402637565, TIN/KPP 3442017140/ 344201001

Gawaing pananaliksik

"Ang pagtukoy ng ugat ay nangangahulugan ng square speed

mga molekula ng hangin"

Nakumpleto:

Grupo ng mag-aaral T-113

Volkov Ilya Vladimirovich,

Superbisor:

Guro sa pisika

Melnikova Olga Pavlovna

Volgograd, 2014

Talaan ng nilalaman

II. Pagkalkula ng root-mean-square velocity ng mga molekula:

Eksperimental.

Kagamitan: isang glass ball para sa pagtukoy ng masa ng hangin, isang goma tube, isang screw clamp, kaliskis, isang pump, isang beaker.

Bago ang simula ng eksperimento, ang glass ball ay bukas at ang air pressure sa bola ay katumbas ng atmospheric pressure, na maaaring matukoy gamit ang isang barometer. Sa tulong ng mga electronic na kaliskis, ang mass ng glass ball ay tinutukoy kasama ang goma tube at screw clamp. Pagkatapos, sa tulong ng isang bomba, kinakailangang i-pump out ang karamihan sa hangin mula sa bola, muling tukuyin ang masa ng bola at, mula sa mga resulta na nakuha, hanapin ang masa ng pumped air. Ang bahaging iyon ng dami ng bola na sinakop ng hangin ay maaaring matukoy kung ang likido ay pinapayagan na punan ang pumped out volume, kung saan ang tubo ng goma ay ibinaba sa isang sisidlan na may tubig at ang salansan ay lumuwag. Pagkatapos, gamit ang isang beaker, ang dami ng tubig sa bola ay tinutukoy. Kaya, alam ang lakas ng tunogVat misamhangin, pati na rin ang paunang presyonP, ayon sa formula (2) posibleng matukoy ang mean square velocity ng air molecules.

Order sa trabaho

1. Tukuyin ang atmospheric pressure sa barometer.

2. Gamit ang balanse, tukuyin ang masa ng bola gamit ang hangin, goma na tubo at screw clamp.

3. I-pump out ang ilang hangin mula sa bola gamit ang pump, isara ang rubber hose gamit ang clamp, at muling tukuyin ang bigat ng bola gamit ang rubber tube at screw clamp.

4. Tukuyin ang bigat ng hangin na ibinobomba palabas ng lobo.

5. Ipasok ang dulo ng rubber tube sa isang lalagyan ng tubig at paluwagin ang screw clamp. Pupunan ng tubig ang bahagi ng dami ng bola, na inookupahan ng lumikas na hangin.

6. Tukuyin ang dami ng tubig sa bola gamit ang panukat na sisidlan (beaker).

7. Palitan ang mga nahanap na halagap , matVsa formula (2) at kalkulahin ang halaga .

8. Itala ang mga resulta ng mga sukat at kalkulasyon sa talahanayan:

№ p/n

p, Pa

V ,

m, kg

MS

100641,5

0,05*

0,084

423,9

= = 423.9 m/s.

2 . Gamit ang klasikal na pormula

Bilangin natin, halimbawa, average na bilis mga molekula ng gas sa silid-aralan:

T=294K (t=21 C), M=0.029 g/mol (halaga ng talahanayan). Sa pag-iisip na ito, mayroon kaming:

= = = 502.7 m/s

Karamihan sa mga madalas itanong

Posible bang gumawa ng selyo sa isang dokumento ayon sa ibinigay na sample? Sagot Oo, posible. Magpadala ng na-scan na kopya o larawan sa aming email address Magandang kalidad at gagawin namin ang kinakailangang duplicate.

Anong mga uri ng pagbabayad ang tinatanggap mo? Sagot Maaari mong bayaran ang dokumento sa oras ng pagtanggap ng courier, pagkatapos mong suriin ang kawastuhan ng pagpuno at ang kalidad ng diploma. Maaari rin itong gawin sa opisina ng mga kumpanyang pangkoreo na nag-aalok ng cash on delivery services.
Ang lahat ng mga tuntunin ng paghahatid at pagbabayad ng mga dokumento ay inilarawan sa seksyong "Pagbabayad at Paghahatid". Handa rin kaming makinig sa iyong mga mungkahi sa mga tuntunin ng paghahatid at pagbabayad para sa dokumento.

Maaari ba akong makasigurado na pagkatapos mong mag-order ay hindi ka mawawala kasama ng aking pera? Sagot Mayroon kaming medyo mahabang karanasan sa larangan ng paggawa ng diploma. Mayroon kaming ilang mga site na patuloy na ina-update. Nagtatrabaho ang aming mga espesyalista iba't ibang sulok bansa, na gumagawa ng higit sa 10 mga dokumento sa isang araw. Sa paglipas ng mga taon, ang aming mga dokumento ay nakatulong sa maraming tao na malutas ang mga problema sa trabaho o lumipat sa mas mataas na suweldong trabaho. Nagkamit kami ng tiwala at pagkilala sa mga customer, kaya talagang walang dahilan para gawin namin ito. Bukod dito, imposibleng gawin ito nang pisikal: babayaran mo ang iyong order sa oras na matanggap mo ito sa iyong mga kamay, walang prepayment.

Maaari ba akong mag-order ng diploma mula sa anumang unibersidad? Sagot Sa pangkalahatan, oo. Halos 12 taon na kaming nagtatrabaho sa lugar na ito. Sa panahong ito, nabuo ang halos kumpletong database ng mga dokumentong inisyu ng halos lahat ng unibersidad sa bansa at para sa iba't ibang taon ng isyu. Ang kailangan mo lang ay pumili ng unibersidad, espesyalidad, dokumento, at punan ang isang order form.

Ano ang dapat kong gawin kung makakita ako ng mga typo at error sa isang dokumento? Sagot Kapag tumatanggap ng dokumento mula sa aming courier o kumpanya ng koreo, inirerekumenda namin na maingat mong suriin ang lahat ng mga detalye. Kung may nakitang typo, error o kamalian, may karapatan kang hindi kunin ang diploma, at dapat mong ipahiwatig ang mga pagkukulang na natagpuan nang personal sa courier o sa pamamagitan ng pagsulat sa pamamagitan ng pagpapadala ng e-mail.
Sa lalong madaling panahon, itatama namin ang dokumento at muling ipapadala ito sa tinukoy na address. Siyempre, ang pagpapadala ay babayaran ng aming kumpanya.
Upang maiwasan ang mga hindi pagkakaunawaan, bago punan ang orihinal na form, nagpapadala kami ng layout ng hinaharap na dokumento sa mail ng customer para sa pag-verify at pag-apruba ng huling bersyon. Bago ipadala ang dokumento sa pamamagitan ng courier o mail, kumukuha din kami ng karagdagang larawan at video (kabilang ang ultraviolet light) upang magkaroon ka ng visual na ideya kung ano ang makukuha mo sa huli.

Ano ang kailangan mong gawin upang mag-order ng diploma mula sa iyong kumpanya? Sagot Upang mag-order ng isang dokumento (sertipiko, diploma, akademikong sertipiko, atbp.), kailangan mong punan ang isang online na form ng order sa aming website o ibigay ang iyong e-mail upang magpadala kami sa iyo ng form ng palatanungan, na kailangan mong punan at ipadala pabalik sa amin.
Kung hindi mo alam kung ano ang ipahiwatig sa anumang field ng order form/kwestyoner, iwanang blangko ang mga ito. Samakatuwid, lilinawin namin ang lahat ng nawawalang impormasyon sa telepono.

Pinakahuling Pagsusuri

Victor:

Ako ay lubos na nasisiyahan sa aking degree. Salamat. Kung natutunan mo pa rin kung paano gumawa ng mga pasaporte, ito ay mainam.

Karina:

Ngayon natanggap ko ang aking diploma. Salamat sa kalidad ng trabaho. Lahat ng mga deadline ay naabot na rin. Talagang irerekomenda kita sa lahat ng aking mga kaibigan.

Ang ibig sabihin ng ugat ay parisukat na bilis ng mga molekula - root-mean-square na halaga ng moduli ng mga bilis ng lahat ng mga molekula ng itinuturing na dami ng gas

Talaan ng mga halaga ng mean square velocity ng mga molekula ng ilang mga gas

Upang maunawaan kung saan natin nakuha ang formula na ito, nakukuha natin ang ibig sabihin ng square velocity ng mga molekula. Ang derivation ng formula ay nagsisimula sa pangunahing equation ng molecular kinetic theory (MKT):

Kung saan mayroon tayong dami ng substance, para sa mas madaling patunay, kumuha tayo ng 1 mole ng substance para isaalang-alang, pagkatapos ay makukuha natin:

Kung titingnan mo, ang PV ay dalawang-katlo ng average na kinetic energy ng lahat ng mga molekula (at kumuha kami ng 1 mole ng mga molekula):

Pagkatapos, kung itumbas natin ang mga tamang bahagi, makukuha natin na para sa 1 mole ng gas, ang average na kinetic energy ay magiging katumbas ng:

Ngunit ang average na kinetic energy ay matatagpuan din bilang:

Ngunit ngayon, kung equate natin ang mga tamang bahagi at ipahayag ang bilis mula sa kanila at kunin ang parisukat, ang numero ng Avogadro sa bawat molecule mass, makukuha natin ang Molar mass, pagkatapos ay makukuha natin ang formula para sa root-mean-square velocity ng isang molekula ng gas:

At kung ipinta natin ang unibersal na gas constant, bilang, at para sa isang molar mass, kung gayon magtatagumpay tayo?

Sa formula na ginamit namin:

Ang ibig sabihin ng ugat ay parisukat na bilis ng mga molekula

Boltzmann pare-pareho

Mga halimbawa ng paglutas ng problema. 1.3.1. Root mean square velocity ng ilang mga molekula ng gas na 450 m/s

1.3.1. Ang root-mean-square velocity ng mga molekula ng ilang gas ay 450 m/s. Presyon ng gas 50 kPa. Hanapin ang density ng gas sa ilalim ng mga kondisyong ito.

Solusyon. Ang root-mean-square velocity ng mga molekula ng gas ay nauugnay sa temperatura nito sa pamamagitan ng kaugnayan

kung saan ang R ay ang universal gas constant;

m ay ang molekular na bigat ng gas;

Ang T ay ang ganap na temperatura ng gas.

Upang matukoy ang temperatura ng gas, ginagamit namin ang Mendeleev-Clapeyron equation

kung saan ang r=m/V ay ang density ng gas.

Dahil dito

.

Ang pagpapalit ng mga numerical na halaga, mayroon kami

1.3.2. Hanapin ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga molekula ng hangin sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Epektibong diameter ng mga molekula ng hangin s=0.3 nm.

Solusyon. Ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga molekula ng gas

,

saan ay ang arithmetic mean velocity ng mga molecule;

ay ang average na bilang ng mga banggaan ng bawat molekula sa iba pang mga molekula bawat yunit ng oras;

s ay ang epektibong diameter ng molekula;

n ay ang bilang ng mga molekula bawat dami ng yunit (konsentrasyon ng mga molekula). Upang matukoy ang bilang ng mga molekula sa bawat dami ng yunit, ginagamit namin ang pangunahing equation ng teorya ng molekular-kinetic para sa presyon.

kung saan ang k ay ang Boltzmann constant;

T ay ang temperatura ng gas.

Pagkatapos ay para sa ibig sabihin ng libreng landas na mayroon kami

.

Ang pagpapalit sa mga numerical na halaga, sa wakas ay nakukuha namin:

m.

1.3.3. Hanapin ang average na bilang ng mga banggaan sa bawat yunit ng oras ng mga molekula ng carbon dioxide sa temperatura na 100 o C, kung ang ibig sabihin ng libreng landas =870 µm.

Solusyon. Ang bilang ng mga banggaan ng mga molekula ng gas sa bawat yunit ng oras ay nauugnay sa ibig sabihin ng libreng landas sa pamamagitan ng kaugnayan

,

saan ay ang arithmetic mean speed.

Dahil dito,

Pinapalitan ang mga numerical value na mayroon tayo

1.3.4. Sa isang tiyak na presyon at temperatura 0 o Sa mean na libreng landas ng mga molekula ng oxygen na 95 nm. Hanapin ang average na bilang ng mga banggaan sa bawat yunit ng oras ng mga molekula ng oxygen kung ang presyon ng oxygen ay nababawasan ng 100 beses.

Solusyon. Average na bilang ng mga banggaan sa bawat yunit ng oras

,

saan =(8RT/pm) 1/2 – arithmetic mean velocity ng mga molekula ng gas;

ay ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga molekula.

Kapag nagbago ang presyon ng gas, ang ibig sabihin ng mga libreng landas ay inversely proportional sa presyon:

,

kung saan l 1 , l 2 - ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga molekula ng gas sa kaukulang pressures p 1 at p 2 .

Sa kaso natin:

Ang pagpapalit ng mga numerical na halaga para sa , meron kami

1.3.5. Anong bahagi ng mga molekula ng oxygen sa t=0 o С ang may mga tulin mula 100 hanggang 110 m/s?

Solusyon. Ang bilis ng pamamahagi ng mga molekula ay maaaring matukoy mula sa batas ni Maxwell

,

kung saan u=v/v in – kamag-anak na bilis;

v ay ang ibinigay na bilis;

v sa =(2RT/m) 1/2 ay ang pinaka-malamang na bilis ng mga molekula;

Ang Du ay ang pagitan ng mga relatibong bilis, maliit kumpara sa bilis u.

Pagkatapos ay ang nais na bahagi ng mga molekula, na dapat matukoy (ang pamamahagi ng mga molekula sa mga bilis)

Sa aming kaso v=100 m/s; v=10 m/s; Ang pinakamalamang na bilis ay v=(2RT/pm) 1/2 =376 m/s. Samakatuwid, u=v/v sa =100/376, u 2 =0.071; Du=10/376; exp(-u2)=0.93.

Kaya, ang bilang ng mga molekula ng oxygen na ang mga bilis ay nasa ipinahiwatig na pagitan ay katumbas ng 4% ng kabuuang bilang ng mga molekula.

1.3.6. Ang sisidlan na naglalaman ng gas ay gumagalaw sa bilis na v o , pagkatapos ay mabilis na huminto. Magkano ang tataas ng average na parisukat ng bilis ng thermal motion ng mga molekula ng gas sa mga sumusunod na kaso: monatomic gas? Diatomic gas? Isaalang-alang ang gas na perpekto.

Solusyon. Gamitin natin ang batas ng konserbasyon ng enerhiya. Hayaan ang M ang masa ng gas sa sisidlan. Ang paggalaw sa bilis na v, ang gas sa kabuuan ay may kinetic energy

W hanggang =Mv o 2/2.

Tinutukoy ng formula na ito ang kinetic energy ng nakadirekta na paggalaw ng mga molekula kung saan sila lumahok kasama ang sisidlan. Matapos huminto ang sisidlan, ang nakadirekta na paggalaw ng mga molekula bilang resulta ng kanilang mga banggaan sa mga dingding ng sisidlan ay malapit nang maging magulo.

Ang pagpapabaya sa pagpapalitan ng init sa pagitan ng gas at ng mga dingding ng sisidlan sa pagitan ng oras na isinasaalang-alang, ang gas ay maaaring ituring na isang nakahiwalay na sistema. Pagkatapos ay sumusunod mula sa batas ng konserbasyon ng enerhiya na ang "nawala" na kinetic na enerhiya ng nakadirekta na paggalaw ng mga molekula W ay dapat na katumbas ng pagtaas ng enerhiya ng magulong paggalaw ng mga molekula (ang pagtaas ng panloob na enerhiya DU:

Alamin natin ang panloob na enerhiya ng gas. Para sa isang perpektong monatomic gas, ito ang enerhiya ng translational chaotic motion ng mga molecule:

kung saan ang m ay ang masa ng molekula;

Ang N ay ang bilang ng mga molekula sa sisidlan.

Kaya't sumusunod na ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang monatomic gas sa panahon ng pagbabawas ng bilis

DU \u003d U 2 -U 1 \u003d M / 2,

kung saan ang v kv1 , v kv2 ay root-mean-square velocities ng mga molekula ng gas sa simula at dulo ng deceleration, ayon sa pagkakabanggit.

Ang pagpapalit sa equation na W hanggang =DU ang mga halaga ng W to at DU, nakuha natin ang unang sagot

v 2 sq2 -v 2 sq1 \u003d v 2 o.

Ang panloob na enerhiya ng isang perpektong diatomic gas ay ang kabuuan ng mga enerhiya ng pagsasalin at pag-ikot ng paggalaw ng mga molekula. Sa kasong ito, tatlong antas ng kalayaan ang nahuhulog sa paggalaw ng pagsasalin at dalawa - sa pag-ikot. Alinsunod sa batas ng pare-parehong pamamahagi ng enerhiya sa mga antas ng kalayaan, ang tatlong-ikalima ng kinetic energy na W ay pupunta upang madagdagan ang enerhiya ng translational motion ng mga molekula at two-fifths - upang madagdagan ang enerhiya ng kanilang rotational motion. Kaya, ngayon mayroon kami

Saan natin makukuha ang pangalawang sagot:

1.3.7. Anong bahagi ng mga molekula ng hydrogen sa temperaturang T ang may mga tulin na naiiba sa pinakamalamang na bilis ng hindi hihigit sa 5.0 m/s? Lutasin ang problema para sa dalawang halaga ng T: 1) 400 K, 2) 900 K.

Solusyon. Ang pamamahagi ng mga molekula sa pamamagitan ng mga tulin ay ipinahayag ng batas ni Maxwell: ang bilang ng mga molekula DN, ang mga kamag-anak na bilis na nasa hanay mula u hanggang u + Du:

kung saan ang N ay ang kabuuang bilang ng mga molekula ng gas;

ay ang Maxwell distribution function;

u=v/v in – kamag-anak na bilis;

v ay ang ibinigay na bilis;

v in - ang pinaka-malamang na bilis.

Ang batas ng pamamahagi ni Maxwell ay lumalabas na wasto sa ilalim ng kondisyong Du

.

Mula dito nakita natin ang bahagi ng mga molekula na ang mga kamag-anak na bilis ay nasa pagitan ng Du:

Bago gumawa ng mga kalkulasyon, kinakailangang tiyakin na ang kondisyong Du

Upang kalkulahin ang Du, una nating mahanap ang pinaka-malamang na bilis sa T=400 K at T=900 K gamit ang formula:

v v1 \u003d 2 × 8.31 × 400 / 0.002 \u003d 1.82 × 10 3 m / s,

v v2 \u003d 2 × 8.31 × 900 / 0.002 \u003d 2.73 × 10 3 m / s.

Ang pagpapalit ng mga halagang ito v sa at tandaan na ang Dv=10 m/s, dahil ang problema ay tumatalakay sa mga bilis na nasa pagitan mula v v = -5.0 m/s hanggang v v = +5.0 m/s , nakukuha natin ang:

Du 1 \u003d 1/182, Du 2 \u003d 1/273.

Dahil u=1, nakikita natin na ang kondisyong Du

Ngayon hanapin natin

DN 1 /N=4/((3.14) 1/2×2.7×182)=0.0046,

DN 2 /N=4/((3.14) 1/2×2.7×273)=0.0030.

Kaya, habang ang temperatura ay tumataas, ang pinaka-malamang na molecular velocity ay tumataas, habang ang bilang ng mga molekula na ang mga bilis ay nasa parehong pagitan sa paligid ng pinaka-malamang na isa ay bumababa.