Kinetinės molekulinės teorijos eksperimentai

Kinetinė molekulinė teorija, dar vadinama kinetine dujų teorija, yra galingas modelis, kurio siekiama paaiškinti išmatuojamas dujų charakteristikas atsižvelgiant į nedidelį dujų judėjimą dalelės. Kinetinė teorija paaiškina dujų savybes, atsižvelgiant į jų dalelių judėjimą. Kinetinė teorija yra pagrįsta keletu prielaidų, todėl tai yra apytikslis modelis.

Kinetinio modelio dujos laikomos „tobulomis“. Puikias dujas sudaro molekulės, kurios juda visiškai atsitiktinai ir niekada nenustoja judėti. Visi dujų dalelių susidūrimai yra visiškai elastingi, tai reiškia, kad energija neprarandama. (Jei taip nebūtų, dujų molekulėms galiausiai pritrūktų energijos ir jos kauptųsi ant jų grindų konteinerį.) Kita prielaida yra ta, kad molekulių dydis yra nereikšmingas, o tai reiškia, kad jos iš esmės turi nulį skersmens. Tai beveik pasakytina apie labai mažas monoatomines dujas, tokias kaip helis, neonas ar argonas. Galutinė prielaida yra ta, kad dujų molekulės sąveikauja tik tada, kai susiduria. Kinetinė teorija neatsižvelgia į jokias elektrostatines jėgas tarp molekulių.

instagram story viewer

Dujos turi tris būdingąsias savybes: slėgį, temperatūrą ir tūrį. Šios trys savybės yra susijusios viena su kita ir jas galima paaiškinti naudojant kinetinę teoriją. Slėgį sukelia dalelės, atsitrenkiančios į dujų bako sienelę. Nelankstus konteineris, pavyzdžiui, balionas, išsiplės tol, kol dujų slėgis baliono viduje bus lygus slėgio baliono išorėje. Kai dujos yra žemo slėgio, susidūrimų skaičius yra mažesnis nei esant aukštam slėgiui. Padidinus fiksuoto tūrio dujų temperatūrą, padidėja ir jų slėgis, nes dėl šilumos dalelės juda greičiau. Panašiai padidinus dujų judėjimo tūrį, sumažėja ir jų slėgis, ir temperatūra.

Robertas Boyle'as vienas pirmųjų atrado sąsajas tarp dujų savybių. Boyle'io dėsnis teigia, kad esant pastoviai temperatūrai dujų slėgis yra atvirkščiai proporcingas jų tūriui. Charleso įstatymas, Jacquesui Charlesui įvertinus temperatūrą, nustatant, kad esant fiksuotam slėgiui, dujų tūris yra tiesiogiai proporcingas jų temperatūrai. Šios lygtys buvo sujungtos, kad susidarytų puiki dujų būsenos lygybė vienam moliui dujų, pV = RT, kur p yra slėgis, V yra tūris, T yra temperatūra ir R yra universali dujų konstanta.

Puikus dujų įstatymas gerai tinka esant žemam slėgiui. Esant aukštam slėgiui ar žemai temperatūrai, dujų molekulės yra pakankamai arti, kad galėtų sąveikauti; būtent dėl ​​šių sąveikų dujos kondensuojasi į skysčius ir be jų visos medžiagos būtų dujinės. Šios sąveikos vadinamos Van der Waalso jėgomis. Todėl tobulą dujų lygtį galima modifikuoti įtraukiant komponentą tarpmolekulinėms jėgoms apibūdinti. Ši sudėtingesnė lygtis vadinama Van der Waalso būsenos lygtimi.

Teachs.ru
  • Dalintis
instagram viewer