გაზებისთვის მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის ძირითადი განტოლება

იდეალური აირის მოდელი

  1. არ არის მოლეკულათაშორისი მიზიდულობის ძალები (შეიძლება პოტენციური ენერგიის უგულებელყოფა).
  2. აირის მოლეკულების ურთიერთქმედება ხდება მხოლოდ მათი შეჯახებისას და შეჯახებები არის დრეკადი
  3. აირის მოლეკულებს არ აქვთ მოცულობა - განიხილება როგორც მატერიალური წერტილები.

 

მოლეკულების მოძრაობის ქაოტურობა

მოლეკულების სიჩქარეების პროექციები Ох და  Оу ღერძებზე დადებითებია ან უარყოფითები.

მოდელი: იდეალური აირი.

ამოცანა: დააკავშირეთ მაკროსკოპული პარამეტრები (ის, რისი გაზომვაც შეიძლება) და მიკროსკოპული პარამეტრები (მოლეკულების მახასიათებლები), მაგალითად წნევა და მოლეკულის მოძრაობის სიჩქარე

ცდის შედეგი: აირის წნევა აიხსნება მოლეკულების ჭურჭლის ფსკერთან შეჯახებებით.

წინასწარი მსჯელობა:

  1. წნევა მით მეტიამ რაც მეტია შეჯახებების რაოდენობა. შეჯახებების რაოდენობა განისაზღვრება მოლეკულების კონცენტრაციით. ე.ი. წნევა დამოკიდებულია მოლეკულების კონცენტრაციაზე.
  2. წნევა მით მეტია, რაც მეტია შეჯახებების ენერგია, ანუ რაც მეტია მოლეკულების კინეტიკური ენერგია. ე.ი. წნევა დამოკიდებულია მოლეკულების მასაზე და მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარის კვადრატზე.
  3. რადგან ყველა მოლეკულა სხვადასხვა სიჩქარით მოძრაობს, ამიტომ ზოგიერთი მათგანი ვერ მოასწრებს კედლამდე მიფრენას.
  4. რადგან მმოლეკულები მოძრაობენ სხვადასხვა მიმართულებით, ამიტომ აუცილებელია გავითვალისწინოთ, რომ ყველა მოლეკულა ვერ მიიღებს წნევის შექმნაში მონაწილეობას. რადგან მოლეკულების რიცხვი დიდია, შეიძლება მათი სიჩქარეების გასაშუალება.

განსაზღვრება

მოლეკულების რიცხვის გათვალისწინება (პ.1)

მიზეზი - მოლეკულების შეჯახებები (პ.2)

შეჯახებები აბსოლუტურად დრეკადია(მოდელი).

 

 

 

 

პროექციებში:

 

 

წინასწარი შედეგი:

 

- ერთი მოლეკულის შეჯახების ძალა

m0 - ერთი მოლეკულის მასა

მანძილის გათვალისწინება (პ.3)

ჩასმა

გასაშუალება

საერთო შედეგი:

ყველა მიმართულება თანაბარუფლებიანია:

საშუალოდ ნახევარ მოლეკულებს აქვთ არჩეული კედლისკენ მიმართული სიჩქარის მდგენელი: 

ამ განტოლებას, რომელიც პირველად გერმანელმა ფიზიკოსმა რ.კლაუზიუსმა გამოიყვანა, უწოდებენ მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის ძირითად განტოლებას იდეალური გაზისთვის. ის ამყარებს კავშირს მიკროსკოპულ პარამეტრებსა და მაკროსკოპულ (გაზომვად) სიდიდეებს შორის.

ვითვალისწინებთ რა, რომ  - გაზის მოლეკულების საშუალო კინეტიკური ენერგიაა, მივიღებთ: 

იდეალური აირის წნევა აირის ერთეულ მოცულობაში მყოფი მოლეკულების გადატანითი მოძრაობების საშუალო კინეტიკური ენერგიის პირდაპირპროპორციულია.

 

რადგან , ამიტომ განტოლება შეიძლება გადაიწეროს ამ სახით: