Kako izračunati brzinu iz temperature

Atomi ili molekule plina djeluju gotovo neovisno jedni o drugima u usporedbi s tekućinama ili krutinama, čije čestice imaju veću korelaciju. To je zato što plin može zauzeti tisuće puta veći volumen od odgovarajuće tekućine. Srednja kvadratna brzina čestica plina varira izravno s temperaturom, prema "Maxwellovoj distribuciji brzine". Ta jednadžba omogućuje izračunavanje brzine iz temperature.

gdje je P tlak, V zapremina (a ne brzina), n broj molova čestica plina, R je idealna plinska konstanta, a T temperatura.

Cijenimo činjenicu da se brzina jedne čestice plina ne može izvesti iz temperature složenog plina. U osnovi, svaka čestica ima različitu brzinu i tako ima različitu temperaturu. Ova je činjenica iskorištena za izvođenje tehnike laserskog hlađenja. Međutim, kao cjelina ili jedinstveni sustav, plin ima temperaturu koja se može mjeriti.

Obavezno koristite jedinice dosljedno. Na primjer, ako se uzme da je molekularna težina u gramima po molu, a vrijednost idealne plinske konstante u džulima po molu po stupnju Kelvina, a temperatura je u stupnjevima Kelvina, tada je idealna plinska konstanta u džulima po mol-stupnju Kelvina, a brzina u metrima po drugi.

Vježbajte s ovim primjerom: ako je plin helij, atomska težina je 4,002 grama / mol. Na temperaturi od 293 stupnja Kelvina (oko 68 stupnjeva Fahrenheita) i uz idealnu plinsku konstantu od 8.314 džula po mol-stupnju Kelvina, srednja kvadratna brzina atoma helija je:

  • Udio
instagram viewer