Mae'r hafaliad sylfaenol o ICB a thymheredd mesur

prosesau sy'n digwydd mewn systemau ystadegol Dysgu, maint gronyn lleiaf yn gymhleth ac mae nifer fawr ohonynt. Ystyriwch wahân pob gronyn yn bron yn amhosibl, fodd bynnag, yn cyflwyno symiau ystadegol: cyflymder cyfartalog y gronynnau, mae eu gallu i ganolbwyntio, y màs gronynnau. Fformiwla nodweddu cyflwr y system gyda'r paramedrau microsgopig, a elwir yr hafaliad sylfaenol o ddamcaniaeth ginetig foleciwlaidd nwyon (ICB).

Ychydig am y cyflymder cyfartalog y gronynnau

Pennu cyflymder y gronynnau yn cael ei wneud am y tro cyntaf yn arbrofol. Hysbys o'r arbrawf cwricwlwm a gynhaliwyd Otto Shternom, caniateir i greu darlun o'r cyflymder gronynnau. Mae'r arbrawf yn ymchwilio y cynnig yr atomau arian mewn silindrau cylchdroi: installation llonydd yn gyntaf, ac yna pan fydd yn cylchdroi ar gyflymder onglog penodol.

O ganlyniad, gwelwyd bod y gyfradd o moleciwlau arian yn fwy na'r cyflymder o sain ac yn 500 m / s. Y ffaith eithaf diddorol, gan fod cyflymder o'r fath y gronynnau mewn sylweddau person i deimlo'n galed.

nwy perffaith

Er mwyn parhau i astudio yn ymarferol yn unig yn y system, gall y paramedrau sy'n diffinio mesuriadau uniongyrchol yn defnyddio'r dyfeisiau corfforol. Speed yn cael ei fesur sbidomedr, ond mae'r syniad yw atodi sbidomedr i gronyn sengl yn hurt. Uniongyrchol mesur paramedr macrosgopig yn unig yn ymwneud â symudiad y gronynnau.

Ystyriwch y pwysau nwy. Mae'r pwysau ar y wal llong yn cael ei greu taro moleciwlau nwy yn bresennol yn y llestr. Mae'r nodwedd arbennig o gyflwr nwyol o fater - a pellteroedd eithaf mawr rhwng y gronynnau bach a'u rhyngweithio â'i gilydd. Mae hyn yn caniatáu i fesur pwysau yn uniongyrchol.

Unrhyw system o gyrff rhyngweithio yn cael ei nodweddu gan y egni potensial ac egni cinetig o gynnig. Real nwy - system gymhleth. Mae amrywioldeb yr egni potensial herio systematization. Gall broblem ei datrys drwy gyflwyno model, briodweddau nodweddiadol y nwy cludwr ysgubo ymaith cymhlethdod rhyngweithio.

Nwy delfrydol - cyflwr o fater lle y rhyngweithio o ronynnau yn ddibwys, egni potensial y rhyngweithio yn tueddu i sero. gellir ond ei ystyried yn egni cinetig o bwys, sy'n dibynnu ar y cyflymder gronynnau.

Pwysau Nwy Delfrydol

Adnabod y berthynas rhwng pwysedd nwy a chyflymder y gronynnau yn caniatáu ei hafaliad MKT nwy delfrydol sylfaenol. Mae gronyn sy'n symud mewn llestr, yn y gwrthdrawiad â wal y mae'n trosglwyddo pwls eu gwerth y gellir ei bennu yn seiliedig ar II gyfraith Newton:

• FΔt = 2m ₀ v _x

Newid y momentwm gronynnau mewn sioc elastig sy'n gysylltiedig â newid y gydran llorweddol ei gyflymder. F - y grym a roddir gan y gronynnau ar y wal am gyfnod byr t; m ₀ - màs y gronynnau.

Ar y S wyneb yn ystod yr ardal Δt amser yn wynebu holl ronynnau nwy yn symud tuag at y wyneb gyda chyflymder v _x a gwaredu yn y gyfrol silindr Sυ _x Δt. Pan fydd y crynodiad gronynnau n union moleciwlau hanner yn symud at y wal, yr ail hanner - yn y cyfeiriad arall.

Ar ôl ystyried y gwrthdrawiad y gronynnau, gallwn ysgrifennu cyfraith Newton ar gyfer yr heddlu sy'n gweithredu ar y llwyfan:

• FΔt = nm ₀ v _x ² SΔt

Ers y pwysau nwy yn cael ei ddiffinio fel cymhareb y grym sy'n gweithredu berpendicwlar i'r wyneb, gall yr ardal olaf yn cael ei ysgrifennu:

• p = F: S = nm ₀ v _x ²

Gall hyn hafaliad perthynas fel ICB sylfaenol ddisgrifio'r system gyfan, hy. K. Mae'r cynnig yn unig mewn un cyfeiriad.

dosbarthiad Maxwell

gwrthdrawiadau mynych parhaus y gronynnau nwy gyda waliau a phob arweiniol eraill i sefydlu dosbarthiad ystadegol penodol o'r chyflymder gronynnau (egni). Cyfeiriad y fectorau cyflymder yr un mor debygol. dosbarthiad o'r fath wedi cael ei alw'n dosbarthiad Maxwell. Yn 1860, mae'r patrwm hwn yn deillio J. Maxwell dan ICB. Y prif baramedrau y gyfraith dosbarthu alw'n gyflymder: yn ôl pob tebyg yn cyfateb i uchafswm gwerth y gromlin a'r _q sgwâr cymedrig v = √ 2> - y cyflymder sgwâr cymedrig y gronynnau.

Mae'r cynnydd yn y tymheredd nwy yn cyfateb i gynnydd gwerthoedd cyflymder.

Yn seiliedig ar y ffaith bod yr holl cyflymder yn gyfartal, ac mae eu modiwlau yr un ystyr, gellir ystyried:

• 2> = x ^2> + y ^2> + z ^2> lle: x ^2> = 2> 3

Mae'r MKT hafaliad sylfaenol gyda gwerthoedd ar gyfartaledd o bwysau nwy ar ffurf:

• p = nm ₀ 2> 3.

Mae'r berthynas hon yn unigryw gan ei fod yn diffinio'r berthynas rhwng y paramedrau microsgopig: cyflymder, màs y gronynnau, dwysedd gronynnau a nwy pwysedd yn ei gyfanrwydd.

Gan ddefnyddio'r cysyniad o egni cinetig y gronynnau, gall y MKT hafaliad sylfaenol ei ailysgrifennu:

• p = 2nm ₀ 2> 6 = 2n k> 3

Mae'r pwysau nwy yn gyfrannol i werth cymedrig yr egni cinetig ei gronynnau.

tymheredd

Yn ddiddorol, ar gyfer y swm cyson o nwy yn y llestr caeedig gellir cysylltu pwysau nwy a gwerth cymedrig gronynnau egni cinetig. yr hon y gall y mesur pwysedd yn cael ei berfformio drwy fesur yr egni y gronynnau.

Sut i fynd i mewn? Beth ellir ei gymharu â faint o ynni cinetig? Mae'r maint yn y tymheredd.

Tymheredd - mesur o sylweddau wladwriaeth thermol. Ar gyfer ei fesur defnyddio thermomedr, camau gweithredu sy'n seiliedig ar a roddodd yr ehangiad thermol yr hylif yn gweithio (alcohol, mercwri) o dan gwresogi. Mae maint y thermomedr a sefydlwyd yn arbrofol. Fel arfer mae'n rhoi tagiau cyfatebol i osod yr hylif sy'n gweithio ar brosesau ffisegol penodol yn digwydd yn ystod y wladwriaeth heb ei newid thermol (berw dŵr, toddi rhew). Amrywiol thermomedrau wahanol raddfeydd. Er enghraifft, mae'r Celsius graddfa, Fahrenheit.

amrediad tymheredd Universal

Gellir cael mwy o diddorol o ran annibyniaeth y priodweddau sy'n gweithio y corff yn cael ei ystyried fel thermomedr nwy. Nid yw eu amrywiaeth yn dibynnu ar y math o nwy a ddefnyddir. Yn y fath Gall dyfais gwahaniaethu yn ddamcaniaethol tymheredd lle y nwy yn tueddu i sero pwysau. Cyfrifiadau yn dangos bod y gwerth hwn yn cyfateb i -273.15 ° ^C. Mae'r amrediad tymheredd (graddfa tymheredd absoliwt neu y raddfa Kelvin) ei gyflwyno yn 1848 flwyddyn. Ar gyfer y prif bwynt ar y raddfa hon yn cymryd pwysedd nwy 0eg tymheredd posibl. cyfwng uned ar raddfa gyfartal â'r Celsius gwerth uned. hafaliad sylfaenol Cofnod gan ddefnyddio tymheredd ILC yn fwy cyfleus yn astudio prosesau nwy.

pwysau Cyfathrebu a thymheredd

Empirig gall un sicrhau bod y pwysedd nwy yn gymesur ei dymheredd. Ar yr un pryd gwelwyd bod y pwysau mewn cyfrannedd union â chrynodiad gronynnau:

• P = nkT,

lle mae T - tymheredd absoliwt, k-cyson yn hafal i 1.38 • 10 ^-23 J / K.

Mae gwerth sylfaenol cael gwerth cyson ar gyfer yr holl nwyon, a elwir yn gyson Boltzmann.

Mae cymharu'r dibyniaeth pwysau y tymheredd a nwy ICB gellir hafaliad sylfaenol yn cael ei ysgrifennu:

• i> = 3kT: 2

Mae gwerth cymedrig yr egni cinetig y cynnig moleciwlau nwy yn gymesur ei dymheredd. Hynny yw, mae'r tymheredd yn fesur o'r egni cinetig y cynnig gronynnau.