306. Jak daleko są od siebie cząsteczki gazu?
Gazy. Teoria kinetyczno-molekularna. Opis statystyczny gazu. Założenia teorii kinetyczno-molekularnej.
Jak daleko są od siebie cząsteczki gazu?
Dlaczego gaz daje się łatwo sprężać?
Dlaczego w gazie jest luźno?
Jednym z modeli wykorzystywanych w fizyce jest model gazu doskonałego. W modelu tym zakładamy, że cząsteczki (molekuły) gazu mają rozmiary zaniedbywalnie małe – traktować możemy je jako punkty materialne.
Innym, związanym z poprzednim, założeniem jest nieuwzględnianie oddziaływań między oddalonymi cząsteczkami. Na ile to założenie jest słuszne?
Zadanie
Jak daleko są od siebie cząsteczki gazu w warunkach normalnych? Warunki normalne to:
ciśnienie 101 325Pa;
temperatura 0 stopni Celsjusza, czyli 273 kelwiny.
W warunkach normalnych 1 mol gazu doskonałego zajmuje objętość 0,02214 metra sześciennego. Z drugiej strony 1 mol to 6,022 razy 10 do 23 potęgi cząsteczek.
Wszystkie cząsteczki gazu są w nieustannym, chaotycznym ruchu, nie istnieje więc fizycznie sytuacja, by cząsteczki były dokładnie równomiernie rozmieszczone w jakiejś objętości. Charakteryzowanie pewnej objętości gazu przez podanie wielkości opisujących poszczególne cząsteczki gazu też jest nierealne. Do opisu gazów wybieramy wielkości statystyczne – charakteryzujące średnie wartości pewnych wielkości.
Średnia odległość między cząsteczkami gazu może świetnie scharakteryzować luz występujący między cząsteczkami gazu, a zatem ściśliwość gazu.
Średnia objętość przypadająca na jedną cząsteczkę gazu doskonałego to iloraz objętości 1 mola przez ilość cząsteczek w jednym molu. Objętość przypadającą na jedną cząsteczkę potraktujemy jako objętość kuli o promieniu równym połowie odległości między środkami dwóch sąsiednich cząsteczek.
WYPROWADZENIE ZALEŻNOŚCI NA ŚREDNIĄ OBJĘTOŚĆ PRZYPADAJĄCĄ NA JEDNĄ CZĄSTECZKĘ W GAZIE.
Atom wodoru ma promień równy około 5,3 razy 10 do potęgi -11 metra, inaczej 53 pikometry. Wodór występuje w normalnych warunkach w postaci cząsteczek dwuatomowych. Przy założeniu, że cząsteczka wodoru ma promień dwa razy większy niż atom wodoru (założenie – przybliżenie w górę) otrzymamy na luz między cząsteczkami dużą wartość – między dwiema sąsiednimi cząsteczkami w gazie zmieściłoby się jeszcze 20 cząsteczek.
PORÓWNANIE OBJĘTOŚCI ZAJMOWANEJ PRZEZ GAZ Z OBJETOŚCIĄ WSZYSTKICH CZĄSTECZEK GAZU.
PORÓWNANIE GĘSTOŚCI WODORU CIEKŁEGO I WODORU GAZOWEGO W WARUNKACH NORMALNYCH
306.4-2008.04.01
kontakt