Среднеарифметическая скорость движения молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы идеального газа.

Средняяарифметическаяскорость

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.

Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

Пусть мы находимся на уровне моря(нулевой уровень). -давление на этой поверхности.

При : . Предположим, что площадь основания цилиндра ровна 1. для .

, т.к. . Если , то , , , , , , , -барометрическая формула, , , -распределение Больцмана.

При , (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.

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.

Атомы 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

радиальными 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