18.Среднеарифметическая скорость движения молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы идеального газа.
Средняя арифметическая скорость
Имеет и другой вид:
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы идеального газа
.
Отсюда
следует, что
=0
при T = 0 K – прекращается движение
молекул газа.
Молекулярно-кинетическое толкование температуры: термодинамическая температура – есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа.
19. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
Пусть мы находимся на уровне моря(нулевой уровень). -давление на этой поверхности.
П
ри
:
.
Предположим, что площадь основания
цилиндра ровна 1.
для
.
,
т.к.
.
Если
,
то
,
,
,
,
,
,
,
-барометрическая
формула,
,
,
-распределение
Больцмана.
П
ри
,
(Т-повышается)
.
,
(*).
Величина
-потенциальная
энергия, кот. обладает молекула на данной
высоте. Тогда
,
-доля молекул для высоты
с энергией
.
Существ. в атмосфере
распределения молекул воздуха по высоте
устанавливается в результате действия
двух факторов: 1) под действием силы
тяжести молекула стремится опустится
на поверхность Земли. 2) Тепловое движение,
характеризуемое величиной
,
стремится распределить молекулы
равномерно по высотам.
Формула (*) определяет распределение молекул по высоте и выражает также распределение их по значениям потенц. энергии справедливо не только для поля силы тяжести, но и для любого поля потенц. сил.
20. Опытное обоснование мкт (опыт Штерна, броуновское движение, опыт Ламмерт, опытное определение постоянной Авогадро).
Эксперименты, подтверждающие молекулярно-кинетическую теорию.
1. Броуновское движение. Любые частицы малых размеров, взвешенные в газе или жидкости, совершают сложное зигзагообразное движение.
Броуновское движение взвешенных частиц вызывается ударами молекул среды, в которой частицы взвешены. Подтверждение гипотезы о хаотическом тепловом движении молекул.
2. Опыт Штерна. Два коаксиальных цилиндра синхронно
вращаются в вакууме.
А
томы
серебра, испарясь с проволоки,
расположенной вдоль оси внутреннего
цилиндра, вылетают через щель и оседают на внутренней стенке наружного цилиндра. Исследуя толщину осажденного слоя, можно оценить распределение молекул по скоростям, которое соответствует
максвелловскому распределению.
3. Опыт Ламмерта. Между источником молекулярного пучка и приемником синхронно вращаются два диска с
р
адиальными
щелями.
Из числа молекул, пролетевших через первую
щель, пролетят через второй диск только те, которые подлетят к нему в тот момент, когда на пути пучка встанет прорезь во втором диске. Изменяя угловую скорость вращения, можно исследовать распределение молекул по скоростям.
4. Опытное определение постоянной Авогадро:
- концентрация на
различных уровнях
Тогда масса частицы равна
Тогда масса жидкости равна
Следовательно,
Число Авогадро
