Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрами

Физика. 10 класс
Давление газа
Цели и задачи

Цель: выяснить механизм давления идеального газа и его зависимость от микропараметров.

— узнать, от каких параметров зависит давление, создаваемое газом на стенки сосуда;

— составлять основное уравнение МКТ идеального газа, объяснять зависимость давления идеального газа от массы молекулы газа, от концентрации и средней скорости молекул;

— составлять уравнение, связывающее давление идеального газа со средней кинетической энергией молекул, в конкретной ситуации.

Узнаем, научимся, сможем

— какое уравнение принимают за основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа;

— каково соотношение между микроскопическими параметрами (масса молекулы, концентрация молекул, скорость хаотичного движения молекул) и макроскопической величиной – давлением газа;

— как зависит давление газа от средней кинетической энергии поступательного движения молекул;

решать задачи на вычисление микроскопических параметров и давления идеального газа;

объяснять характер взаимодействия движущейся молекулы при соударении со стенкой сосуда и действие молекулы на стенку сосуда с силой, пропорциональной квадрату скорости молекул.

Уравнение МКТ

Выберите один вариант ответа.

Основное уравнение МКТ газов устанавливает связь между величинами:

давлением, объёмом и температурой газа

микропараметрами газа в открытых системах

давлением и среднеквадратичной скоростью движения молекул

Видео:Тема 2. Макро и микропараметры. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газаСкачать

Тема 2. Макро и микропараметры. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (Ерюткин Е.С.)

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрами

Как уже было сказано ранее, начиная с этого урока, мы приступаем к изучению только газов. На прошлом уроке мы дали представление о способах количественного описания некой порции вещества. Сейчас же мы начнём описывать газ со стороны его качественных характеристик (микро- и макропараметров). Мы сформулируем понятие об идеальном газе, опишем его параметры и введём соотношение, связывающее эти параметры (основное уравнение МКТ).

Видео:Урок 145. Идеальный газ. Основное ур-ние МКТ ид. газа - 1Скачать

Урок 145. Идеальный газ. Основное ур-ние МКТ ид. газа - 1

Основное уравнение МКТ идеального газа

теория по физике 🧲 молекулярная физика, МКТ, газовые законы

Идеальный газ — газ, удовлетворяющий трем условиям:

  • Молекулы — материальные точки.
  • Потенциальная энергия взаимодействия молекул пренебрежительно мала.
  • Столкновения между молекулами являются абсолютно упругими.

Реальный газ с малой плотностью можно считать идеальным газом.

Видео:Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. 10 класс.Скачать

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. 10 класс.

Измерение температуры

Температуру можно измерять по шкале Цельсия и шкале Кельвина. По шкале Цельсия за нуль принимается температура, при которой происходит плавление льда. По шкале Кельвина за нуль принимается абсолютный нуль — температура, при котором давление идеального газа равно нулю, и его объем тоже равен нулю.

Обозначение температуры

  1. По шкале Цельсия — t. Единица измерения — 1 градус Цельсия (1 o C).
  2. По шкале Кельвина — T. Единица измерения — 1 Кельвин (1 К).

Цена деления обеих шкал составляет 1 градус. Поэтому изменение температуры в градусах Цельсия равно изменению температуры в Кельвинах:

При решении задач в МКТ используют значения температуры по шкале Кельвина. Если в условиях задачи температура задается в градусах Цельсия, нужно их перевести в Кельвины. Это можно сделать по формуле:

Если особо важна точность, следует использовать более точную формулу:

Пример №1. Температура воды равна o C. Определить температуру воды в Кельвинах.

T = t + 273 = 2 + 273 = 275 (К)

Видео:Физика 10 класс (Урок№18 - Основное уравнение МКТ.)Скачать

Физика 10 класс (Урок№18 - Основное уравнение МКТ.)

Основное уравнение МКТ идеального газа

Давление идеального газа обусловлено беспорядочным движением молекул, которые сталкиваются друг с другом и со стенками сосуда. Основное уравнение МКТ идеального газа связывает давление и другие макропараметры (объем, температуру и массу) с микропараметрами (массой молекул, скоростью молекул и кинетической энергией).

Основное уравнение МКТ

Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы.

p = 2 3 . . n − E k

p — давление идеального газа, n — концентрация молекул газа, − E k — средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул.

Выражая физические величины друг через друга, можно получить следующие способы записи основного уравнения МКТ идеального газа:

p = 1 3 . . m 0 n − v 2

m 0 — масса одной молекулы газа;

n — концентрация молекул газа;

− v 2 — среднее значение квадрата скорости молекул газа.

Среднее значение квадрата скорости не следует путать со среднеквадратичной скоростью v, которая равна корню из среднего значения квадрата скорости:

p = 1 3 . . ρ − v 2

ρ — плотность газа

k — постоянная Больцмана (k = 1,38∙10 –3 Дж/кг)

T — температура газа по шкале Кельвина

Пример №2. Во сколько раз уменьшится давление идеального одноатомного газа, если среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул и концентрацию уменьшить в 2 раза?

Согласно основному уравнению МКТ идеального газа, давление прямо пропорционально произведению средней кинетической энергии теплового движения молекул и концентрации его молекул. Следовательно, если каждая из этих величин уменьшится в 2 раза, то давление уменьшится в 4 раза:

Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрами

Видео:Урок 147. Задачи на основное уравнение МКТ идеального газаСкачать

Урок 147. Задачи на основное уравнение МКТ идеального газа

Следствия из основного уравнения МКТ идеального газа

Через основное уравнение МКТ идеального газа можно выразить скорость движения молекул (частиц газа):

v = √ 3 k T m 0 . . = √ 3 R T M . .

R — универсальная газовая постоянная, равная произведения постоянной Авогадро на постоянную Больцмана:

R = N A k = 8 , 31 Д ж / К · м о л ь

Температура — мера кинетической энергии молекул идеального газа:

Полная энергия поступательного движения молекул газа определяется формулой:

Пример №3. При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул неона уменьшилась в 4 раза. Какова начальная температура газа?

Запишем формулу, связывающую температуру со средней кинетической энергией теплового движения молекул, для обоих случаев, с учетом что:

Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрами

Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрами

Составим систему уравнений:

Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрами

Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрами

Основное уравнение мкт идеального газа устанавливает связь между давлением и микропараметрамиНа графике представлена зависимость объёма постоянного количества молей одноатомного идеального газа от средней кинетической энергии теплового движения молекул газа. Опишите, как изменяются температура и давление газа в процессах 1−2 и 2−3. Укажите, какие закономерности Вы использовали для объяснения.

Алгоритм решения

Решение

График построен в координатах (V;Ek). Процесс 1–2 представляет собой прямую линию, исходящую из начала координат. Это значит, что при увеличении объема растет средняя кинетическая энергия молекул. Но из основного уравнения МКТ идеального газа следует, что мерой кинетической энергии молекул является температура:

Следовательно, когда кинетическая энергия молекул растет, температура тоже растет.

Запишем уравнение Менделеева — Клапейрона:

Так как количество вещества одинаковое для обоих состояния 1 и 2, запишем:

ν R = p 1 V 1 T 1 . . = p 2 V 2 T 2 . .

Мы уже выяснили, что объем и температура увеличиваются пропорционально. Следовательно, давление в состояниях 1 и 2 равны. Поэтому процесс 1–2 является изобарным, давление во время него не меняется.

Процесс 2–3 имеет график в виде прямой линии, перпендикулярной кинетической энергии. Так как температуры прямо пропорциональна кинетической энергии, она остается постоянной вместе с этой энергией. Следовательно, процесс 2–3 является изотермическим, температура во время него не меняется. Мы видим, что объем при этом процессе уменьшается. Но так как объем и давление — обратно пропорциональные величины, то давление на участке 2–3 увеличивается.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Первоначальное давление газа в сосуде равнялось р1. Увеличив объём сосуда, концентрацию молекул газа уменьшили в 3 раза, и одновременно в 2 раза увеличили среднюю энергию хаотичного движения молекул газа. В результате этого давление р2 газа в сосуде стало равным

📽️ Видео

Урок 146. Основное уравнение МКТ идеального газа - 2Скачать

Урок 146. Основное уравнение МКТ идеального газа - 2

Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории | Физика 10 класс #28 | ИнфоурокСкачать

Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории | Физика 10 класс #28 | Инфоурок

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Практическая часть.10 классСкачать

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Практическая часть.10 класс

Уравнение состояния идеального газа. 10 класс.Скачать

Уравнение состояния идеального газа. 10 класс.

Физика 10 Идеальный газ Основное уравнение МКТ идеального газа Решение задачСкачать

Физика 10 Идеальный газ  Основное уравнение МКТ идеального газа  Решение задач

Физика 10 класс : Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газаСкачать

Физика 10 класс : Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа

Решение задач на основное уравнение МКТ идеального газа | Физика 10 класс #29 | ИнфоурокСкачать

Решение задач на основное уравнение МКТ идеального газа | Физика 10 класс #29 | Инфоурок

Физика. МКТ: Основное уравнение МКТ. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»Скачать

Физика.  МКТ: Основное уравнение МКТ. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

идеальный газ | ДАВЛЕНИЕ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА | 10 класс МКТСкачать

идеальный газ | ДАВЛЕНИЕ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА | 10 класс МКТ

МКТ идеального газа. Уравнения состояния идеального газа | Физика, онлайн-форумСкачать

МКТ идеального газа. Уравнения состояния идеального газа | Физика, онлайн-форум

Основное уравнение МКТСкачать

Основное уравнение МКТ

Идеальный газ. Основное уравнение МКТСкачать

Идеальный газ. Основное уравнение МКТ

Физика, 11-й класс, Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газаСкачать

Физика, 11-й класс, Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа

#3 Идеальный газ + РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ. Основное уравнение МКТ. Давление газа.Скачать

#3 Идеальный газ + РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ. Основное уравнение МКТ. Давление газа.

Все формулы молекулярной физики, МКТ 10 класс, + преобразования и шпаргалкиСкачать

Все формулы молекулярной физики,  МКТ 10 класс,  + преобразования и шпаргалки
Поделиться или сохранить к себе: