Ответ #1:
Идеальным газом называется газ, в котором можно пренебречь размерами молекул и взаимодействиями между ними.
Концентрацией газа называется число молекул газа в единице объема:
Единицей измерения концентрации в СИ является м-3.
Все молекулы в газах движутся хаотически, т.е., нельзя сказать с какой скоростью и в каком направлении движется в настоящий момент каждая молекула, при этом все направления равнозначны. В каждом направлении движется одинаковое число молекул. Это означает, что средняя арифметическая скорость молекул равна нулю. Введем понятие средней квадратичной скорости – это корень из среднего квадрата скорости движения молекул:
Угловые скобки означают усреднение.
Давление газа возникает за счет столкновений молекул газа со стенками сосуда. Для идеальных газов справедлива следующая формула, связывающая давление, концентрацию и средний квадрат скорости молекул газа, называемая основным уравнением МКТ идеального газа:
,
где m – масса одной молекулы газа.
Средняя кинетическая энергия молекул легко выражается через средний квадрат скорости:
Подставляя это выражение в основное уравнение МКТ, получаем
Температура – это скалярная величина, характеризующая скорость теплового движения молекул. Существует несколько температурных шкал. Самая известная из них – шкала Цельсия, в которой за 0°С принята температура таяния льда, а за 100°С – температура кипения воды. В физике применяется абсолютная температурная шкала, в которой нулю соответствует полное отсутствие теплового движения. Единицей измерения абсолютной температуры является Кельвин (К). Связь между абсолютной температурой и шкалой Цельсия
,
т.е. чтобы получить значение температуры в К, нужно к температуре в °С прибавить 273,15.
Средняя кинетическая энергия молекул идеального одноатомного газа выражается через абсолютную температуру T следующим образом:
,
где – константа, называемая постоянной Больцмана.
Давление идеального газа связано с температурой по закону
Пример-задача
Какова средняя кинетическая энергия молекул идеального одноатомного газа при атмосферном давлении? Концентрация газа .
Дано:p = 105 Па,
Найти:
Решение:
Давление идеального газа
Отсюда средняя кинетическая энергия
Ответ:.