Вопрос ученика

5 декабря 2021
Физика10 класс
У
Ученик

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов ( вывод)

Ответ педагога

6 декабря 2021

Вывод основного уравнения МКТ

Частицы идеального газа при соударениях с границами емкости ведут себя как упругие тела. Такое взаимодействие описывается согласно законам механики. При соприкосновении частицы с границей емкости проекция Vx скоростного вектора на ось ОХ, проходящую под прямым углом к границе сосуда, меняет свой знак на противоположный, но сохраняется неизменной по модулю:

Поэтому после соударения частицы с границей емкости проекция импульса молекулы на ось ОХ меняется с mVx на –mVx в итоге изменение импульса составляет ΔP=2mVx.

В каждом из шести основных направлений декартовой системы координат (вверх, вниз, вперед, назад, вправо, влево) движется одна шестая часть частиц N/6. Тогда число частиц, которые сталкиваются с выбранной стенкой за время Δt:

N = 1/6 *n*S*Δt*V

S – площадь этой стенки

n - концентрация частиц

Давление p равно отношению силы F к площади S, на которую действует эта сила:

p=F/S

Суммарная сила, с которой частицы давят на стенку равна отношению произведения числа этих частиц N и изменения импульса ΔP ко времени, в течение которого происходит давление:

F= (ΔP*N)/Δt

Подставляя выражения для ΔP и N получаем:

F = (2 m * V) * (1/6 *n*S*Δt*V) / Δt

упрощая получаем:

F = 1/3 *m*n*S*V^2

подставляя в формулу для давления получаем:

p = 1/3 *m*n*V^2

Перепишем в виде, выделяя кинетическую энергию поступательного движения молекул:

p = 2/3 *n*(m*V^2/2)

окончательно получаем для давление идеального газа:

p = 2/3 *n*E

Давление идеального газа равняется двум третьим средней кинетической энергии поступательного движения молекул на единицу объема.

Задайте свой вопрос!

Наши педагоги максимально быстро дадут на него развёрнутый ответ. Это бесплатно!

Задать вопрос

Новые вопросы

Русский язык7 класс
У
Ученик
.... Ему[Федору  Михайлович Достоевскому] не понравилось одно выражение. У меня было написано так:"Когда шарманка перестаёт играть, чиновник из окна бросает пятак, который падает к ногам шарманщика". "Не то, не то, - раздражённо вдруг заговорил Достоевский, совсем не то! У тебя выходит слишком сухо:...
Ответ дан
История России5 класс
У
Ученик
добрый день уважаемые учителя)) скажите пожалуйста знаете ли вы героев россии до 9 века?
Всеобщая история5 класс
У
Ученик
добрый день! скажите пожалуйста нужно сделать газету с ранними героями России.. Кого можно туда включить.. История 5 класс. кто-то оттуда
Ответ дан
Математика6 класс
Н
Наталья
Решите, пожалуйста, задачу:             Из двух сел, расстояние между которыми 12 км, в разных направлениях выехали велосипедисты. Через 1,4 ч расстояние между ними будет 40 км. Найдите скорость второго велосипедиста, если скорость первого - 9 км/ч. Какое расстояние будет между велосипедистами через...
Ответ дан
Математика6 класс
Н
Наталья
Решите, пожалуйста, задачу двумя способами с подробным разъяснением: Из двух сел, расстояние между которыми 12 км, в разных направлениях выехали велосипедисты. Через 1,4 ч расстояние между ними будет 40 км. Найдите скорость второго велосипедиста, если скорость первого - 9 км/ч. Какое расстояние буде...
Математика6 класс
Н
Наталья
Решите текстовую задачу: В школе организовали кружки по интересам для 200 учеников. Из них 15 процентов учеников еще не записались ни в один кружок. Среди тех, кто записался, есть любители математики и любители рисования (каждый ученик посещает только один кружок). Сколько учеников посещает кружок р...
Ответ дан