די גרונט יקווייזשאַן פון יקב און טעמפּעראַטור מעזשערמאַנט

די לערנען פון די פּראַסעסאַז געשעעניש אין סטאַטיסטיש סיסטעמען, די מינימום פּאַרטאַקאַל גרייס איז קאָמפּליצירט און אַ ריזיק נומער פון זיי. באַטראַכטן סעפּעראַטלי יעדער פּאַרטאַקאַל איז פּראַקטאַקלי אוממעגלעך, אָבער פאָרשטעלן סטאַטיסטיש קוואַנטאַטיז: די דורכשניטלעך גיכקייַט פון די פּאַרטיקאַלז, זייער קאַנסאַנטריישאַן, די פּאַרטאַקאַל מאַסע. פאָרמולע טשאַראַקטעריזינג די שטאַט פון די סיסטעם מיט די מייקראַסקאַפּיק פּאַראַמעטערס, האָט גערופֿן דעם פונדאַמענטאַל יקווייזשאַן פון מאָלעקולאַר קינעטיק טעאָריע פון גאַסאַז (יקב).

א ביסל וועגן די דורכשניטלעך גיכקייַט פון די פּאַרטיקאַלז

דיטערמאַנינג די גיכקייַט פון פּאַרטיקאַלז עס איז געווען ערשטער געטראגן אויס עקספּערימענטאַללי. באקאנט פון די קעריקיאַלאַם עקספּערימענט באגלייט אָטטאָ שטערנאָם, ערלויבט צו מאַכן אַ בילד פון די פּאַרטאַקאַל וועלאָסיטיעס. דער עקספּערימענט ינוועסטאַגייטיד די באַוועגונג פון די זילבער אַטאָמס אין ראָוטייטינג סילינדערס: ערשטער סטיישאַנערי ינסטאַלירונג, דעמאָלט ווען עס ראָוטייץ אין אַ זיכער ווינקלדיק גיכקייַט.

ווי אַ רעזולטאַט, עס איז געפֿונען געוואָרן אַז דער קורס פון זילבער מאַלאַקיולז יקסידז די גיכקייַט פון געזונט און איז 500 ב / s. די פאַקט איז גאַנץ טשיקאַווע, זינט אַזאַ גיכקייַט פון די פּאַרטיקאַלז אין סאַבסטאַנסיז אַ מענטש צו פילן שווער.

גאנץ גאַז

צו פאָרזעצן צו לערנען פעאַסיבלע בלויז אין די סיסטעם, די פּאַראַמעטערס וואָס דעפינירן גלייַך מעזשערמאַנץ קענען זיין ניצן די גשמיות דעוויסעס. גיכקייַט איז געמאסטן ספּידאַמאַטער, אָבער דער געדאַנק איז צו צוטשעפּען אַ ספּידאַמאַטער צו אַ איין פּאַרטאַקאַל איז ווילד. גלייַך מאָס בלויז מאַקראָסקאָפּיק פּאַראַמעטער שייך צו באַוועגונג פון די פּאַרטיקאַלז.

באַטראַכטן די דרוק פון גאַז. דער דרוק אויף דער שיף וואַנט איז Created סטרייקס גאַז מאַלאַקיולז פאָרשטעלן אין די שיף. די פּיקיוליעראַטי פון די גאַזאַרטיק שטאַט פון ענין - אַ פאַירלי גרויס דיסטאַנסאַז צווישן די קליין פּאַרטיקאַלז און זייער ינטעראַקשאַן מיט יעדער אנדערער. דעם אַלאַוז צו גלייַך מאָס די דרוק.

קיין סיסטעם פון ינטעראַקטינג ללבער איז קעראַקטערייזד דורך דער פּאָטענציעל ענערגיע און קינעטיק ענערגיע פון באַוועגונג. פאַקטיש גאַז - אַ קאָמפּלעקס סיסטעם. די וועריאַביליטי פון דער פּאָטענציעל ענערגיע דעפיעס סיסטעמאַטיזאַטיאָן. פּראָבלעם קענען זיין סאַלווד דורך ינטראָודוסינג אַ מאָדעל, די קוואַליטעט פּראָפּערטיעס פון די טרעגער גאַז סוויפּס אַוועק די קאַמפּלעקסיטי פון ינטעראַקשאַן.

אַ ידעאַל גאַז - אַ שטאַט פון ענין אין וואָס די ינטעראַקשאַן פון פּאַרטיקאַלז איז נעגלאַדזשאַבאַל, דער פּאָטענציעל ענערגיע פון די ינטעראַקשאַן טענדז צו נול. עס קענען בלויז זיין געהאלטן באַטייַטיק קינעטיק ענערגיע, וואָס דעפּענדס אויף די פּאַרטאַקאַל גיכקייַט.

ידעאַל גאַז דרוק

ידענטיפיצירן די שייכות צווישן גאַז דרוק און גיכקייַט פון די פּאַרטיקאַלז אַלאַוז זייַן יקערדיק יקווייזשאַן מקט ידעאַל גאַז. אַ פּאַרטאַקאַל מאָווינג אין אַ שיף, אין די צונויפשטויס מיט די וואַנט עס טראַנזמיץ אַ דויפעק וועמענס ווערט קענען ווערן באשלאסן באזירט אויף וו נוטאַן ס געזעץ:

• פδט = 2 ם ₀ V _{רענטגענ}

טשאַנגינג די פּאַרטאַקאַל מאָמענטום אין גומע קלאַפּ פֿאַרבונדן מיט דער ענדערונג פון די האָריזאָנטאַל קאָמפּאָנענט פון זייַן גיכקייַט. ו - די קראַפט יגזערטיד דורך די פּאַרטיקאַלז אויף די וואַנט פֿאַר אַ קורץ צייַט ה; עם ₀ - מאַסע פון די פּאַרטאַקאַל.

אויף די ייבערפלאַך ד בעשאַס די צייַט δט געגנט facing אַלע גאַז פּאַרטיקאַלז מאָווינג צו די ייבערפלאַך מיט גיכקייַט אין _{רענטגענ} און דיספּאָוזד אין די צילינדער באַנד סυ _{רענטגענ} δט. ווען די פּאַרטאַקאַל קאַנסאַנטריישאַן N פּונקט העלפט מאַלאַקיולז באוועגט צו די וואַנט, די רגע האַלב - אין די אַנטקעגן ריכטונג.

ווייל געהאלטן די צונויפשטויס פון די פּאַרטיקאַלז, מיר קענען שרייַבן נוטאַן ס געזעץ פֿאַר דער קראַפט אַקטינג אויף די פּלאַטפאָרמע:

• פδט = נם ₀ V _{רענטגענ} ² סδט

זינט די גאַז דרוק איז Defined ווי די פאַרהעלטעניש פון די קראַפט אַקטינג פּערפּענדיקולאַר צו די ייבערפלאַך, די לעצטע געגנט קענען ווערן געשריבן:

• פּ = ף: ד = נם ₀ V _{רענטגענ} ²

דעם באַציונג יקווייזשאַן ווי אַ יקערדיק יקב קענען באַשרייַבן די גאנצע סיסטעם, דאס הייסט. קיי די באַוועגונג בלויז אין איין ריכטונג.

מאַקסוועל פאַרשפּרייטונג

ינסעסאַנט אָפט קאַליזשאַנז פון גאַז פּאַרטיקאַלז מיט די ווענט און יעדער אנדערע פירן צו די פאַרלייגן פון אַ ספּעציפיש סטאַטיסטיש פאַרשפּרייטונג פון פּאַרטאַקאַל וועלאָסיטיעס (ענערגיעס). ריכטונג פון די גיכקייַט וועקטערז זענען גלייַך מסתּמא. אַזאַ פאַרשפּרייטונג האט שוין גערופֿן דעם מאַקסוועל פאַרשפּרייטונג. אין 1860, דעם מוסטער איז דערייווד י מאַקסוועל אונטער יקב. די הויפּט פּאַראַמעטערס פון די פאַרשפּרייטונג געזעץ איז גערופֿן גיכקייַט: מיסטאָמע קאָראַספּאַנדז צו די מאַקסימום ווערט פון די ויסבייג און די מיינען קוואַדראַט _ק V = √ <וו ^2> - די מיינען קוואַדראַט גיכקייַט פון די פּאַרטיקאַלז.

די פאַרגרעסערן אין גאַז טעמפּעראַטור קאָראַספּאַנדז צו אַ פאַרגרעסערן די גיכקייַט וואַלועס.

באַזירט אויף די פאַקט אַז אַלע די וועלאָסיטיעס זענען גלייַך, און זייער מאַדזשולז האָבן די זעלבע טייַטש, קען זיין געהאלטן:

• <וו ^2> = <וו _{רענטגענ} ^2> + <וו _י ^2> + <וו _מיט ^2> ווו: <וו _{רענטגענ} ^2> = <וו ^2> 3

די גרונט יקווייזשאַן מקט מיט די אַווראַדזשד וואַלועס פון גאַז דרוק נעמט די פאָרעם:

• פּ = נם ₀ <וו ^2> 3.

דעם שייכות איז יינציק אין אַז עס דעפינעס די שייכות צווישן די מייקראַסקאַפּיק פּאַראַמעטערס: גיכקייַט, מאַסע פון די פּאַרטאַקאַל, פּאַרטאַקאַל געדיכטקייַט און גאַז דרוק ווי אַ גאַנץ.

ניצן די באַגריף פון קינעטיק ענערגיע פון די פּאַרטאַקאַל, די גרונט יקווייזשאַן מקט קענען זיין ריריטאַן:

• פּ = 2נם ₀ <וו ^2> 6 = 2 ן ק> 3

די גאַז דרוק איז פּראַפּאָרשאַנאַל צו די מיינען ווערט פון די קינעטיק ענערגיע פון זייַן פּאַרטיקאַלז.

טעמפּעראַטור

ינטערעסטינגלי, פֿאַר די קעסיידערדיק סומע פון גאַז אין די פֿאַרמאַכט שיף קענען זייַן קאָננעקטעד די גאַז דרוק און די מיינען ווערט פון פּאַרטאַקאַל קינעטיק ענערגיע. מעאַסורעמענט דרוק אין דער זעלביקער צייַט קענען זיין געמאכט דורך מעסטן די ענערגיע פון די פּאַרטיקאַלז.

ווי צו אַרייַן? וואָס קענען זיין קאַמפּערד מיט די סומע פון קינעטיק ענערגיע? דעם קוואַנטיטי איז די טעמפּעראַטור.

טעמפּעראַטור - מאָס פון די טערמאַל שטאַט סאַבסטאַנסיז. פֿאַר זייַן מעזשערמאַנט געניצט אַ טערמאָמעטער, באזירט אַקשאַנז וואָס שטעלן די טערמאַל יקספּאַנשאַן פון די אַרבעט פליסיק (אַ אַלקאָהאָל, קוועקזילבער) אונטער באַהיצונג. וואָג פון טערמאָמעטער איז Created עקספּערימענטאַללי. וסואַללי עס געבן טאַגס קאָראַספּאַנדינג צו פּאָסטן די ארבעטן פליסיק אין אַ זיכער גשמיות פּראַסעסאַז געשעעניש בעשאַס טערמאַל ונאַלטערעד שטאַט (בוילינג וואַסער, מעלטינג ייַז). פאַרשידן טערמאַמאַטערז האָבן פאַרשידענע וואָג. לעמאָשל, די וואָג סעלסיוס, פאַהרענהעיט.

וניווערסאַל טעמפּעראַטור קייט

מער טשיקאַווע אין טערמינען פון די זעלבסטשטענדיקייַט פון דער אַרבעט פּראָפּערטיעס פון די גוף קענען זיין געקוקט ווי אַ גאַז טערמאָמעטער. זייער קייט איז נישט אָפענגיק אויף דעם טיפּ פון גאַז געניצט. אין אַזאַ אַ מיטל קענען ויסטיילן היפּאָטהעטיקאַללי טעמפּעראַטור אין וואָס די גאַז טענדז צו נול דרוק. חשבונות ווייַזן אַז דעם ווערט קאָראַספּאַנדז צו -273.15 ° ^סי די טעמפּעראַטור קייט (אַבסאָלוט טעמפּעראַטור וואָג אָדער די קעלווין וואָג) איז געווען באַקענענ אין 1848 יאָר. פֿאַר די הויפּט פונט פון דעם וואָג גענומען 0 גאַז דרוק מעגלעך טעמפּעראַטור. וואָג אַפּאַראַט מעהאַלעך גלייַך צו די אַפּאַראַט ווערט סעלסיוס. רעקאָרד יקערדיק יקווייזשאַן ניצן ילק טעמפּעראַטור איז מער באַקוועם אין געלערנט גאַז פּראַסעסאַז.

קאָמוניקאַציע דרוק און טעמפּעראַטור

עמפּיריקלי איינער קענען ענשור די גאַז דרוק איז פּראַפּאָרשאַנאַל צו זייַן טעמפּעראַטור. אין דער זעלביקער צייַט געפֿונען אַז די דרוק איז גלייַך פּראַפּאָרשאַנאַל צו די קאַנסאַנטריישאַן פון פּאַרטיקאַלז:

• פּ = נקט,

ווו ג - די אַבסאָלוט טעמפּעראַטור, ק-קעסיידערדיק גלייַך צו 1.38 • 10 ^-23 דזש / קיי

די פונדאַמענטאַל ווערט בעת אַ קעסיידערדיק ווערט פֿאַר אַלע גאַסאַז, האָט גערופֿן דעם באָלטזמאַנן קעסיידערדיק.

קאָמפּאַרינג די דרוק אָפענגיקייַט פון די טעמפּעראַטור און גאַז יקב יקערדיק יקווייזשאַן קענען ווערן געשריבן:

• צו> = 3קט: 2

דער מיינען ווערט פון די קינעטיק ענערגיע פון די גאַז מאַלאַקיולז באַוועגונג איז פּראַפּאָרשאַנאַל צו זייַן טעמפּעראַטור. אַז איז, די טעמפּעראַטור איז אַ מאָס פון די קינעטיק ענערגיע פון די פּאַרטאַקאַל באַוועגונג.