Kako izračunati hitrost iz temperature

Atomi ali molekule plinov delujejo skoraj neodvisno drug od drugega v primerjavi s tekočinami ali trdnimi snovmi, katerih delci imajo večjo korelacijo. To je zato, ker lahko plin zavzame tisočkrat več prostornine kot ustrezna tekočina. Srednja kvadratna hitrost delcev plina se spreminja neposredno glede na temperaturo, v skladu z "Maxwellovo porazdelitvijo hitrosti". Ta enačba omogoča izračun hitrosti iz temperature.

kjer je P tlak, V volumen (ne hitrost), n število molov delcev plina, R idealna plinska konstanta in T temperatura.

Cenimo dejstvo, da hitrosti posameznega delca plina ni mogoče izpeljati iz temperature sestavljenega plina. V bistvu ima vsak delec drugačno hitrost in ima zato drugačno temperaturo. To dejstvo je bilo izkoriščeno za izpeljavo tehnike laserskega hlajenja. Kot celota ali enoten sistem pa ima plin temperaturo, ki jo je mogoče izmeriti.

Pazite, da boste enote uporabljali dosledno. Na primer, če se vzame molekulska masa v gramih na mol in je vrednost idealne plinske konstante v džulih na mol na stopinjo Kelvin, temperatura pa v stopinjah Kelvina, potem je idealna plinska konstanta v džulih na mol-stopinjo Kelvina, hitrost pa v metrih na drugič.

Vadite s tem primerom: če je plin helij, je atomska teža 4,002 grama / mol. Pri temperaturi 293 stopinj Kelvina (približno 68 stopinj Fahrenheita) in pri idealni plinski konstanti 8.314 džul na mol Kelvin je povprečna kvadratna hitrost atomov helija:

  • Deliti
instagram viewer