Teoria kinetyczna gazów (kinetic theory of gases) (HRW rozdz. 20)
- Równanie stanu gazu doskonałego (ideal gas equation)
- Rozkład prędkości cząsteczek - rozkład Maxwella (particle velocity distribution)
- Średnia energia kinetyczna cząsteczek (mean kinetic energy of particles)
- Energia wewnętrzna i ciepło właściwe gazu doskonałego (internal energy and specific heat of an ideal gas)
- Linki
![](img/opener_20.jpg)
Równanie stanu gazu doskonałego (ideal gas equation)
Równanie stanu gazu doskonałego wiążące ze sobą ciśnienie![](img/img16.gif)
![](img/img17.gif)
![](img/img18.gif)
![](img/img20.gif)
![](img/img21.gif)
![](img/img23.gif)
![](img/img24.gif)
![](img/img25.gif)
![](img/img26.gif)
Rozkład prędkości cząsteczek - rozkład Maxwella (particle velocity distribution)
W gazie o ustalonej temperaturze![](img/img18.gif)
![](img/img5.gif)
![](img/img26.gif)
![](img/img15.gif)
![](img/img28.gif)
![](img/img15.gif)
![](img/img29.gif)
Średnia energia kinetyczna cząsteczek (mean kinetic energy of particles)
Średnia energia kinetyczna ruchu postępowego cząsteczki gazu w temperaturze![](img/img18.gif)
![](img/img26.gif)
![](img/img34.gif)
![](img/img35.gif)
![](img/img36.gif)
![](img/img37.gif)
![](img/img38.gif)
![](img/img39.gif)
![](img/img41.gif)
![](img/img42.gif)
![](img/obrazek_20.11b.jpg)
Modele cząsteczek występujących w teorii kinetycznej: tlen – przykład cząsteczki dwuatomowej. Dla cząsteczki tlenu zaznaczono dwie osie obrotu
Mamy więc dodatkowe dwa stopnie swobody związane z ruchem obrotowym. W związku z tym energia kinetyczna wynosi: W przypadku cząsteczki składającej się z trzech lub więcej atomów (
![](img/img44.gif)
![](img/img45.gif)
Energia wewnętrzna i ciepło właściwe gazu doskonałego (internal energy and specific heat of an ideal gas)
W gazie doskonałym cała energia wewnętrzna ![](img/img47.gif)
![](img/img20.gif)
![](img/img48.gif)
![](img/img18.gif)
![](img/img50.gif)
![](img/img51.gif)
![](img/img52.gif)
![](img/img50.gif)
![](img/img53.gif)
![]() |
![]() |
|
gaz jednoatomowy |
![]() |
![]() |
gaz dwuatomowy |
![]() |
![]() |
gaz wieloatomowy | ![]() |
![]() |
Linki
Cząsteczkowy model gazu doskonałego - symulacja przedstawiająca gaz doskonały złożony z wielu cząsteczek, które uderzają w tłok i tym samym równoważą jego ciężar. Można zmieniać liczbę cząsteczek oraz ich prędkości i obserwować ustalanie się stanu równowagi.Rozkład Maxwella - symulacja pokazująca dochodzenie układu cząsteczek do stanu równowagi, w którym rozkład prędkości jest zadany rozkładem Maxwella.
Symulacja ruchu cząsteczek gazu w polu grawitacyjnym - można obserwować zachowanie cząsteczek gazu w polu grawitacyjnym, zmieniać temperaturę gazu oraz objętość zajmowaną przez gaz i obserwować rozkład prędkości cząsteczek.
Dochodzenie do stanu równowagi - symulacja prezentująca dochodzenie układu cząsteczek gazu do stanu równowagi. Można w pewnym momencie odwrócić przebieg symulacji i zobaczyć, że małe błędy zaokrągleń w symulacji komputerowej powodują, że przy dużej liczbie cząsteczek układ nie wraca dokładnie do swojego stanu wyjściowego. Ilustruje to, jak precyzyjnie trzeba dobrać prędkości cząsteczek, aby rzeczywiście ze stanu o dużej entropii układ przeszedł do stanu o małęj entropii. Uwaga: liczba cząsteczek w symulacji musi być kwadratem liczby naturalnej.