В статье рассмотрена модель идеального газа, приведено основное уравнение молекулярно-кинетической теории и его вывод.
Чтобы объяснить свойства материи в газообразном состоянии, в физике применяется модель идеального газа. Идеальный газ — разреженный, состоящий из одного типа атомов газ, частицы которого не взаимодействуют между собой. Помимо основных положений МКТ эта модель предполагает, что:
- молекулы имеют пренебрежимо малый объем в сравнении с объемом емкости
- при сближении частиц друг с другом и с границами емкости имеют место силы отталкивания
Видео:Физика 10 класс (Урок№18 - Основное уравнение МКТ.)Скачать
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
Физический смысл основного уравнения МКТ заключается в том, что давление идеального газа — это совокупность всех ударов молекул о стенки сосуда. Это уравнение можно выразить через концентрацию частиц, их среднюю скорость и массу одной частицы:
p – давление молекул газа на границы емкости,
m0 – масса одной молекулы,
n — концентрация молекул, число частиц N в единице объема V;
v 2 — средне квадратичная скорость молекул.
Видео:Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории | Физика 10 класс #28 | ИнфоурокСкачать
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 mv1x = –mvx на mv2x = mvx.
Изменение импульса молекулы ΔP равняется удвоенному произведению массы молекулы на ее скорость:
Поскольку 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 каждой стенкой за время Δt равно:
S – площадь этой стенки
n — концентрация частиц
Давление p равно отношению силы F к площади S, на которую действует эта сила:
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:
Исходя из вышенаписанного получаем:
Если заменить среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул — E:
и подставить эту формулу в основное уравнение МКТ, получим давление идеального газа:
Давление идеального газа равняется двум третям средней кинетической энергии поступательного движения молекул на единицу объема. При решении задач реальный газ можно считать идеальным газом, если он одноатомный и можно пренебречь взаимодействием между частицами.
Понравилась статья, расскажите о ней друзьям:
Видео:Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. 10 класс.Скачать
Основное уравнение молекулярно кинетической теории идеального газа без вывода
Идеальный газ — это просто!
Идеальный газ
Идеальный газ — это физическая модель газа, взаимодействие между молекулами которого пренебрежительно мало.
Понятие «идеальный газ» вводится для математического описания поведения газов.
Реальные разреженные газы ведут себя как идеальный газ!
Свойства идеального газа:
— взаимодействие между молекулами пренебрежительно мало
— расстояние между молекулами много больше размеров молекул
— молекулы — это упругие шары
— отталкивание молекул возможно только при соударении
— движение молекул — по законам Ньютона
— давление газа на стенки сосуда — за счет ударов молекул газа
Скорость молекул газа
В теории газов скорость молекул принято определять через среднее значение квадрата скорости молекул.
Хотя скорости различных молекул сильно отличаются друг от друга, но среднее значение квадрата скорости молекул есть величина постоянная.
Формула для расчета среднего значения квадрата скорости молекул газа:
где
n — число молекул в газе
v — модули скоростей отдельных молекул в газе
В теории газов часто используется понятие кинетической энергии молекул.
Используя среднее значение квадрата скорости молекул, получаем формулу для определения средней кинетической энергии молекул:
Основное уравнение МКТ газа
Основное уравнение МКТ связывает микропараметры частиц (массу молекулы, среднюю кинетическую энергию молекул, средний квадрат скорости молекул) с макропараметрами газа (р — давление, V — объем, Т — температура).
Давление газа на стенки сосуда пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы.
Ниже приведены различные выражения для основного уравнения МКТ:
где
р — давление газа на стенки сосуда(Па)
n — концентрация молекул, т.е. число молекул в единице объема ( 1/м 3 )
— масса молекулы (кг)
— средний квадрат скорости молекул (м 2 /с 2 )
ρ — плотность газа (кг/м 3 )
— средняя кинетическая энергия молекул (Дж)
Давление идеального газа на стенки сосуда зависит от концентрации молекул и пропорционально средней кинетической энергии молекул.
Дополнительные расчетные формулы по теме
Формула для расчета концентрации молекул: 
где
N — число молекул газа
V — объем газа (м 3 )
Формула для расчета плотности газа:
где
mo — масса молекулы (кг)
n — концентрация молекул (1/м 3 )
Молекулярная физика. Термодинамика — Класс!ная физика
Видео:Урок 145. Идеальный газ. Основное ур-ние МКТ ид. газа - 1Скачать
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (Ерюткин Е.С.)
Этот видеоурок доступен по абонементу
У вас уже есть абонемент? Войти
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
Молекулярно-кинетическая теория | ЕГЭ по физике 2023 | Снежа Планк из ВебиумСкачать
Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Практическая часть.10 классСкачать
Все формулы молекулярной физики, МКТ 10 класс, + преобразования и шпаргалкиСкачать
Физика 10 класс : Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газаСкачать
Решение задач на основное уравнение МКТ идеального газа | Физика 10 класс #29 | ИнфоурокСкачать
Физика. МКТ: Основное уравнение МКТ. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»Скачать
10 класс, 2 урок, Основное уравнение молекулярно кинетической теорииСкачать
Урок 147. Задачи на основное уравнение МКТ идеального газаСкачать
Урок 146. Основное уравнение МКТ идеального газа - 2Скачать
Основные положения молекулярно-кинетической теории | Физика 10 класс #24 | ИнфоурокСкачать
Физика, 11-й класс, Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газаСкачать
Уравнение состояния идеального газа. 10 класс.Скачать
Физика 10 Идеальный газ Основное уравнение МКТ идеального газа Решение задачСкачать
Основное уравнение молекулярно кинетической теории Колебошин С ВСкачать
Тема 2. Макро и микропараметры. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газаСкачать
