Hoe de berekening van de snelheid van de temperatuur

Gas atomen of moleculen daad bijna onafhankelijk van elkaar in vergelijking met vloeistoffen of vaste stoffen, deeltjes die hebben grotere correlatie. Dit komt omdat een gas kan duizenden keren meer volume dan de overeenkomstige vloeistof innemen. De kwadratische-gemiddelde snelheid van gas deeltjes is rechtstreeks met temperatuur, afhankelijk van de "Maxwell Speed distributie." Dat maakt vergelijking in de berekening van de snelheid van de temperatuur.

Afleiding van Maxwell snelheid distributie vergelijking

• Leer de afleiding en de toepassing van de vergelijking van Maxwell snelheid distributie. Die vergelijking is gebaseerd op en afgeleid van de vergelijking ideaal Gas-wet:

  PV = nRT

  waar P druk is, V = volume (niet snelheid), n is het aantal mol gas deeltjes, R is de gasconstante ideaal en T is de temperatuur.

• Bestuderen hoe deze gas-wet wordt gecombineerd met de formule voor de kinetische energie:

  KE = 1/2 m v ^ 2 = 3/2 k T.

• Waardering voor het feit dat de snelheid voor een interne gas deeltje kan niet worden afgeleid van de temperatuur van de samengestelde gas. In feite is elk deeltje heeft een verschillende snelheid en dus heeft een verschillende temperatuur. Dit feit heeft genomen voordeel van voor het afleiden van de techniek van de laser koeling. Als een geheel of uniforme systeem, echter heeft het gas een temperatuur die kan worden gemeten.

• Bereken de kwadratische-gemiddelde snelheid van de gasmoleculen van de temperatuur van het gas met behulp van de volgende vergelijking:

  Vrms (3RT/M)^(1/2) =

  Zorg ervoor dat consequent gebruik van eenheden. Bijvoorbeeld, als het moleculair gewicht is genomen in gram per molletje en de waarde van de constante ideaal gas is in joule per mol per graad Kelvin, en de temperatuur is in graden Kelvin en de constante ideaal gas is in joule per mol-graden Kelvin, en de snelheid in meter per seconde.

• Oefenen met dit voorbeeld: als het gas helium is, de atoommassa is 4.002 g/mol. Bij een temperatuur van 293 graden Kelvin (ongeveer 68 graden Fahrenheit), met de constante van de ideaal gas wordt 8.314 joule per mol-graden Kelvin, is de kwadratische-gemiddelde snelheid van de helium atomen:

  (3 x 8.314 x 293/4.002)^(1/2) = 42.7 meter per seconde.

  Dit voorbeeld gebruiken voor het berekenen van de snelheid van de temperatuur.