Кинетическая энергия и скорость движения молекул газа

W - средняя квадратичная скорость поступательного движения молекул mw ll - кинетическая энергия поступательного движения молекул газа. [c.34]

Последнее выражение очень напоминает уравнение (3-4), описывающее закон Бойля-Мариотта, согласно которому произведение давления газа на его объем постоянно при постоянной температуре. Сделанный нами расчет, который основывается на простых предположениях молекулярнокинетической теории, приводит к выводу, что произведение РУ постоянно при заданной средней скорости молекул газа. Если эта теория верна, средняя скорость движения молекул газа не может зависеть от его давления или объема, а зависит только от температуры газа. Средняя кинетическая энергия молекул, которую мы обозначим символом е (е-греческая буква [c.138]

В формуле 1 Т= 1з Ыти Р, — газовая постоянная Т — температура N — число Авогадро т — масса молекуль и — скорость движения молекул газа. Проанализируйте эту формулу. Как зависит скорость молекул от молекулярной массы и температуры Пользуясь формулой, выведите соотношение, позволяющее судить об изменении скорости молекул при повышении температуры на некоторое число градусов. Во сколько раз возрастает скорость молекул газа при увеличении температуры в 2 раза Как изменится скорость молекул газа при увеличении температуры на 10° Как изменится скорость молекул газа при увеличении температуры на 100° Введите в формулу кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы е = — и получите формулу для энергии 1 моль молекул [c.138]

Жидкое состояние характеризуется плотной молекулярной упаковкой. Свободный объем в жидкости много меньше свободного объема в газах. Для многих жидкостей характерно наличие областей упорядоченной структуры. Так, для воды характерным является наличие областей с льдоподобным каркасом, пустоты которого заполнены молекулами воды. Области упорядоченной структуры возникают и разрушаются в результате теплового движения молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул в жидкости, как и в газах, равна ЯТ, следовательно, и средние скорости поступательного движения молекул в жидкости равны средним скоростям движения таких же молекул в газовом состоянии при той же температуре. [c.592]

Истинные скорости отдельных молекул распределяются вокруг этой величины в соответствии с законом Максвелла. При равной температуре кинетические энергии поступательного движения молекул двух разных газов равны между собой (принцип равного распределения энергии) [c.333]

КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ И СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ ГАЗА [c.48]

Средней кинетической энергии теплового движения молекул газа вполне достаточно, чтобы преодолеть силы когезии (силы межмолеку-лярного взаимодействия). При столкновении молекул друг с другом, когда одна молекула попадает в силовое поле притяжения другой молекулы, между ними возникает мгновенное когезионное взаимодействие. Однако из-за больших скоростей молекулы не могут сколько-нибудь длительно удерживаться друг возле друга и быстро разлетаются в разные стороны до следующего соударения с другими молекулами и т. д. Число этих соударений в 1 се/с для одной молекулы равно 10 . Вот почему газ путем почти беспрепятственной диффузии может равномерно распределяться по всему объему, который ему предоставлен текучесть газа). [c.12]

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул любого газа, жидкости или растворенного вещества при данной температуре — величина постоянная. Это заключение справедливо и для коллоидных растворов. Скорость же движения частиц при прочих равных условиях обратно пропорциональна квадратным корням из частичных весов. Так как масса коллоидной частицы в тысячи раз превосходит массу обычных молекул, то и скорость движения коллоидных частиц во много раз [c.358]

Диффузия и эффузия (истечение под давлением через узкие отверстия) есть непосредственно наблюдаемое проявление невидимого движения молекул газа. Поэтому скорости диффузии и эффузии газов, как и абсолютные скорости движения их молекул, обратно пропорциональны квадратным корням из молекулярных весов. Теплопередача же через слой газа осуществляется путем отнятия тепла от теплой стенки ударяющимися о нее молекулами газа и передачу приобретенного этими молекулами избытка кинетической энергии через столкновение соседним молекулам газа и т. д., пока таким эстафетным порядком этот избыток энергии не будет передан холодной стенке. Так как перенос теплоты [c.273]

Жидкость переходит в газообразное состояние, когда скорость теплового хаотического движения молекул такова, что между ними перестают действовать силы взаимного притяжения. Таким образом, газ — это такое агрегатное состояние вещества, при котором кинетическая энергия теплового движения молекул значительно превосходит потенциальную энергию взаимодействия между ними, в связи с чем частицы движутся свободно, равномерно заполняя в отсутствие внешних полей весь предоставленный им объем. [c.5]

Если какому-либо телу отдавать теплоту (например, нагревать воду в чайнике), оно станет теплым, затем горячим, т. е. степень его нагрева, или температура, будет повышаться. Наоборот, любое нагретое тело, отдавая теплоту в окружающее пространство, остывает, и температура его понижается до тех пор, пока не сравняется с температурой окружающей среды. Следовательно, при постоянных внешних условиях за определенный промежуток времени любое тело приходит в состояние теплового равновесия с другими телами. При тепловом равновесии только температура сохраняется неизменной, тогда как давление и объем в различных участках системы (устройства) при наличии жестких перегородок могут быть разными. Так, например, если сосуд со сжатым газом внести с мороза в теплую комнату, то через некоторое время температуры комнатного воздуха, сосуда и газа выравняются, хотя давление в сосуде возрастет. (В теплой комнате температура газа в сосуде танет большей, чем была на морозном воздухе. Средняя скорость движения молекул газа увеличится, их удары о стенки сосуда станут более частыми, давление возрастет). Отсюда следует, что температура не только характеризует степень нагрева тела, но и связана со средней кинетической энергией молекул. [c.9]

В случае же газов или каучуков повышение температуры увеличивает кинетическую энергию молекул газа или сегментов цепных молекул каучука, так как растет скорость движения молекул газа или энергия колебательных движений сегментов каучука. В силу этого повыщается давление газов па стенку или увеличивается сила, стремящаяся сократить растягиваемую ценную молекулу каучука, что и приводит к повышению модуля упругости газов или модуля эластичности каучуков [12]. [c.146]

В газах средняя кинетическая энергия теплового движения молекул вполне достаточна для того, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения. Если какая-нибудь молекула Аь совершающая беспорядочное тепловое движение, попадает в силовое поле другой молекулы Аа, то между ними возникает мгновенное когезионное взаимодействие. Однако вследствие большой скорости движения молекулы А1 и Аг не могут более или менее длительно удержаться друг возле друга, а быстро разлетаются в разные стороны. При этом каждая молекула будет далее совершать свой свободный пробег до следующего [c.60]

Средняя кинетическая энергия движения пропорциональна абсолютной температуре газа. Таким образом, температура есть мера средней скорости движения молекул газа. В связи с этим беспорядочное движение молекул газа называется также тепловым движением. [c.11]

Давление, оказываемое газом на стенки сосуда, зависит от кинетической энергии частиц газа. Повышение температуры способствует увеличению скорости движения молекул газа, что в свою очередь повышает кинетическую энергию и давление, оказываемое газом. [c.105]

Стоит заметить, что сущ,ествует связь между коэффициентом теплопроводности и вязкостью газа. Вязкость газа — это мера сопротивления, вызываемого диффузией газа из области, движущейся с одной средней скоростью, в область движения с другой средней скоростью. Это напоминает теплопроводность, за тем исключением, что в случае теплопроводности, переносимой величиной вместо количества движения, обладающего направлением, является кинетическая энергия случайного движения молекул. [c.255]

Получение жидкого воздуха удалось осуществить только в конце XIX века. Причина неудач прежних попыток лежала в том, что еще неясна была сущность различия между газообразным и жидким состоянием вещества. Мы знаем теперь, что в обоих случаях имеет место и взаимное притяжение молекул, и их взаимное отталкивание. Жидкое состояние вещества характеризуется преобладанием притяжения, газообразное — отталкивания. Взаимное притяжение молекул практически не зависит от температуры. Напротив, обусловленное их ударами друг о друга взаимное отталкивание зависит от температуры весьма сильно (так как ее значение определяет скорость движения молекул и их кинетическую энергию). Очевидно, что газ может быть переведен в жидкое состояние лишь тогда, когда притяжение получает преобладание над отталкиванием или по крайней мере становится равным ему. Та температура, при которой отталкивание уравновешивается притяжением, характеризуется отсутствием раз- [c.34]

Поскольку беспорядочное движение вихрей аналогично тепловому движению молекул газа, описание процессов переноса массы, энергии и импульса в турбулентном потоке проводится методами, аналогичными принятым в молекулярно-кинетической теории газов. Таким образом, по аналогии с длиной свободного пробега молекулы вводится понятие пути перемешивания - расстояния, на котором вихрь движется без смешения с окружающей жидкостью. По аналогии с молекулярным переносом количества движения, выражаемым законом внутреннего трения Ньютона [уравнение (3.6)], величину напряжений турбулентного трения (или равную ей плотность потока импульса, переносимого вихрями) принимают пропорциональной градиенту скорости или градиенту импульса [c.43]

Температура. Согласно молекулярно-кинетической теории вещества температура характеризуется внутренней кинетической энергией тела, определяемой средней скоростью поступательного движения молекул. Чем выше средняя скорость поступательного движения молекул газа, тем выше его температура. Для измерения температуры применяют две шкалы. В технике - в основном шкалу Цельсия, в которой за 0° принята температура плавления льда и за 100° - температура кипения воды при атмосферном давлении (760 мм рт. ст.). Температуру по этой шкале обозначают буквой t. [c.34]

Следствия из него чрезвычайно важны. Обратимся к некоторым из них, но прежде определим, что подразумевается под системой н каковы могут быть ее основные особенности. Системы бывают открытые, закрытые и изолированные. Термин замкнутая означает, что система имеет границы, за которыми находится внешняя среда. Граница может быть как реальной, так и воображаемой. Если система обменивается с внешней средой и энергией и веществом, то она называется открытой (клетка, организм). Если обмен веществом невозможен, но происходит обмен энергией — закрытой (нагреватели или холодильники, химические процессы без улетучивания компонентов). Если исключается обмен энергии и вещества, то система изолированная (но терминологии И. Пригожина). Термодинамическая система — это газ, жидкость, раствор, твердое тело, т. е. любая совокупность очень большого числа частиц. Термодинамика не рассматривает свойства самих частиц и не оценивает реальность существования их в действительности. Поэтому наиболее часто законы термодинамики изучаются на примере идеального газа. Термодинамика исследует макроскопические свойства системы (давление, объем, температуру, электродвижущую силу и т. п.), однако их можно описать, зная микроскопические характеристики вещества, т. е. особенности отдельных молекул. Например, давление— результат ударов молекул о стенки сосуда, а температура — мера средней кинетической энергии поступательного движения частиц. Уравнение (Г 16) связывает макроскопические величины системы с микроскопическими параметрами молекул (молекулярной массой, скоростью движения и пр.). [c.24]

Молекулы газа при температуре Т находятся в состоянии движения, причем различные молекулы в данный момент времени имеют различные скорости V и различные кинетические энергии поступательного движения 2 ти т — масса молекулы). Установлено, что средняя кинетическая энергия молекулы /3 т v ) p одинакова для всех газов при одной и той же температуре и эта энергия возрастает с повышением температуры, причем прямо пропорционально абсолютной температуре Т. [c.289]

Отсюда следует, что большую часть потенциальной энергии газа необходимо перевести в кинетическую, или с точки зрения газовой кинетики энергию хаотического движения молекул следует превратить в энергию прямолинейного движения газа. Это возможно осуществить при расширении газа в сопле Лаваля, с помощью которого достигается сверхзвуковая скорость газового потока. [c.506]

Кинетическая теория изображает газ как собрание отдельных молекул, находящихся в быстром хаотическом двигкении. Предполагается, что в идеальном газе каждая молекула обладает средней трансляционной кинетической энергией, т. е. энергией поступательного движения, остающейся неизменной после столкновения с другой молекулой, иначе говоря, что при столкновении молекулы ведут себя как идеально упругие тела . В каждый данный момент молекулы движутся с различными скоростями, причем распределение скоростей имеет характер, представленный графически на рис. 1. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул зависит от температуры и не зависит от молекулярного веса и других факторов она равна ЗЛ7 /2, где И га- [c.11]

Для контролируемых ядерных превраще н1Яр Ь отличие от атомной бомбы) бывает выгодно замедлять выбрасываемые при ядерных делениях нейтроны до тепловых скоростей , т. е. до скоростей, отвечающих скоростям движения молекул газов лри обычной температуре. Поэтому в атомноэнергетическом хозяйстве, наряду с ядерными м-атериалами. поглощающими нейтроны, имеют большое значение материалы, замедляющие нейтроны. Замедление нейтронов осуществляется через упругие соударения их с встречными ядрами. Поэтому материал замедлителя должен удовлетворять двум требованиям его ядра не должш поглощать нейтронов и должны обладать малой массой, чтобы каждое соударение нейтрона с ними сопровождалось достаточно большой потерей кинетической энергии нейтрона. [c.480]

Произведение PV зависит от средней скорости й, являющейся функцией температуры. Поэтому для данной температуры произведение = onst, т. е. выполняется закон Бойля — Мариотта. Температуру простого одноатомного газа можно рассматривать как меру средней кинетической энергии поступательного движения его молекул [c.49]

Уравнение (Ь24) называется основным, потому что из него можно математически вывести все рассмотренные выше законы идеальных газов, рассчитать кинетическую энергию молекулы, ереднюю скорость движения молекул газа и ряд других важных следствий. [c.21]

Как известно, всякий процесс в системе, протекающий с конечной скоростью, приводит к возмущению максвелловской функции распределения. В частности, возмущение максвелловской функции распределения может происходить за счет неупругих соударений молекул, в результате которых происходит перераспределение массы и внутренней энергии сталкивающихся частиц. В обычных условиях, когда температура смеси Т невысока или достаточно велика энергия активации Е (так что параметр Е=Е кТ 1), число неупругих столкновений молекул много меньше числа упругих соударений. Большинство опубликованных работ посвящено рассмотрению именно этого случая. Первые работы этого направления были выполнены Пригожиным и его сотрудниками [1, 2]. Было установлено, что в общем решении линеаризованного уравнения Больцмана первого приближения появляется дополнительный скалярный член, а решение соответствующего интегрального уравнения оказалось удобным представить (исходя из конкретного вида дополнительных условий) в виде ряда типа Фурье по полиномам Сонина с индексом Авторами упомянутых работ было рассмотрено изменение скорости реакции инициирования типа АЧ-А продукты реакции по сравнению со скоростью этой реакции полученной в предположении максвелловского распределения реагирующих компонент. Считалось, что реакция только начинается, так что концентрацией продуктов реакции можно пренебречь. Таким образом, смесь газов фактически была однокомпонентной, причем имелся сток частиц. Уменьшение скорости реакции, полученное Пригожиным, составляет К= 0Л7 (Е=5), если кинетическая энергия относительного движения молекул больше энергии активации. В работе [21 была сделана попытка получить оценку влияния теплоты реакции на ее скорость. При больших значйниях параметра Е разложение по полиномам Сонина сходится несколько медленнее, чем при умеренных значениях Е (см. стр. 110). [c.88]

Столкновение молекулы газа с поверхностью жидкости, наоборот, является полностью неугфугим. Можно предположить, что молекула газа при столкновении с молекулой жидкости, находящейся на поверхности, выбивает ее с занимаемого места, теряя при этом часть своего импульса и кинетической энергии, а под действием оставшейся кинетической энергии и сил молекулярного взаимодействия окружающих молекул втягивается в процесс колебательного движения. Избыточная энергия, которую теряет молекула газа при столкновении с поверхностью жидкости, переходит в энергию колебательного и вращательного движения окружающих молекул, иначе говоря рассеивается в виде тепла. В дальнейшем молекула газа начинает жить по законам жидкого состояния, хаотически перемещаясь в объеме жидкости, как и все окружающие ее частицы. По-видимому, такой механизм и приводит к тому, что все частицы газа или пара, которые движутся в направлении к поверхности жидкости, в результате столкновения оказываются на этой поверхности и в дальнейшем поглощаются жидкостью. Если газ (пар) состоит из молекул того же сорта, что и основная масса жидкости, то процесс перехода молекул из газообразного состояния в жидкое носит название конденсации. Если жидкостью поглощаются газообразные молекулы иного сорта, такой процесс называется абсорбцией. Выделяющаяся при этом теплота называется соответственно теплотой конденсации или теплотой абсорбции. Скорость абсорбции (конденсации) определяется числом молекул газа, подлетающих к поверхности жидкости в единицу времени. Из кинетической теории газов известно, что эта величина пропорциональна концентрации молекул данного сорта в объеме газа (или парциальному давлению) и очень слабо зависит от массы молекулы и абсолютной температуры. Таким образом, чем больше молекул газа содержится в единице объема, тем выше скорость абсорбции (конденсации). [c.25]

Теплопроводностью называют перенос теплоты вследствие обмена энергией теплового движения между структурными частицами вещества. Так, в газах, парах или в капельных жидкостях более высокая температура в одной точке означает большую среднюю кинетическую энергию движения молекул вещества в этой точке по сравнению с соседней точкой, где температура ниже и, следовательно, где меньше энергия теплового движения молекул. Молекулы с большей энергией, сталкиваясь с молекулами, средняя тепловая скорость движения которых меньше, передают им часть своей кинетической энергии, что и означает перенос теплоты от более нагретой точки к менее нагретой. В твердых телах с кристаллической ионной структурой (например, Na l) передается энергия колебательного движения ионов кристаллической решетки. [c.208]

Если в объеме находятся различные газы, то вследствие беспорядочного теплового двиясения и столкновений молекул газов во всем объеме создается однородная смесь различных компонентов, т. е. происходит диффузия. Скорость процесса диффузии зависит от взаимных столкновений молекул, а следовательно, от давления в рассматриваемом объеме и от температуры газа, так как ею определяется кинетическая энергия движения молекул газа. В вакуумной технике принцип диффузии нашел применение в пароструйных диффузионных насосах, в которых откачка газа происходит за счет диффузии откачиваемого газа в струю пара рабочей жидкости. [c.22]

Сила тяжести вызывает заметное сгущение молекул газа лишь в столбах большой высоты. Это указывает на то, что кинетическая энергия поступательного движения газовых молекул очень велика по сравнершю с действием силы тяжести. Такую большую энергию молекулы могут иметь лишь при огромных скоростях (порядка сотен метров в 1 сек., см. табл. 12). [c.125]

Из уравнення (11а) можгю рассчитать среднюю кинетическую энергию молекулы газа, среднюю скорость движения молекул и др. Кинетическая энергия молекулы газа. Если в уравнении (И) Мл ти умножим и разделим на 2, то получим [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология