Следствия из кинетической теории газов

Уравнение (1.5), известное под названием закона диффузии Грэма, можно переписать в виде уравнения (1.4), поскольку отношение плотностей двух идеальных газов при одинаковой температуре и давлении равно отношению их относительных молекулярных масс. Как было показано, закон Грэма является логическим следствием кинетической теории газов, так как скорость диффузии должна быть непосредственно связана со скоростью движения молекул. [c.17]

Называя впервые гипотезу Авогадро законом, Клаузиус вместе с этим подчеркивает, то этот закон является логическим следствием кинетической теории газов. Этот факт имел большое историческое значение, ибо гипотеза Авогадро получила, таким образом, не только химическое, но и физическое обоснование. [c.290]

По кинетической теории газов теплоемкость может меняться только скачком, как следствие изменения числа степеней свободы, а экспериментально установлено непрерывное изменение Су от Т. [c.29]

Полученный результат, называемый равномерным распределением энергии, является одним из важнейших следствий кинетической теории. Некоторые возможности использования его уже упоминались при обсуждении свойств газов. [c.640]

Это и есть основное уравнение кинетической теории газов, из которого, как следствие, вытекают не только закон Авогадро, но и другие газовые законы (Бойля — Мариотта, Гей-Люссака и т. д.). [c.19]

Следствия из основного уравнения кинетической теории газов [c.19]

Было установлено, что многочисленные следствия закона распределения находятся в соответствии с экспериментальными данными и ни одно из этих следствий не противоречит им. Так, Максвелл показал, что вязкость газа, согласно кинетической теории, не должна зависеть от давления (за исключением очень малых и очень высоких давлений) и с повышением температуры должна возрастать, а не понижаться. Столь неожиданные свойства подтвердились на опыте, и кинетическая теория газов, включая закон распределения молекул по скоростям, была принята задолго до того, как удалось опытным путем определить функцию распределения молекул по скоростям. Уже к 1920 г. техника физического эксперимента, в частности возможность получения высокого вакуума, развилась настолько, что позволила выполнить прямые измерения распределения молекул по скоростям. Первый опыт такого рода выполнил Отто Штерн (1888). Он изучал пучок атомов серебра, испускаемый вольфрамовой проволочкой, покрытой серебром, при ее нагревании примерно до 1200 °С. Такой пучок выделялся системой щелей, после чего попадал на поверхность вращающегося барабана. Одна из щелей быстро смещалась, в результате чего атомы серебра могли проходить через нее лишь в течение небольшого промежутка времени, за который барабан совершал оборот. Быстрые атомы сразу же достигали барабана, до того как он повернется на значительный угол, тогда как медленные атомы достигали поверхности барабана с запозданием. Этот эксперимент дал грубое подтверждение функции распределения. [c.293]

В этих взглядах Ломоносова уже содержится идея о зависимости давления газов от кинетической энергии их молекул, а также идея о равенстве живой силы молекул у газов, имеющих одинаковую температуру. А ведь постулат о равенстве средней кинетической энергии молекул различных газов при одинаковых условиях привел впоследствии к выводу закона Авогадро, как неизбежного следствия современной кинетической теории газов. Таким образом, можно утверждать что теория упругости воздуха Ломоносова содержала в себе в скрытой форме необходимость гипотезы Авогадро. [c.288]

СЛЕДСТВИЯ ИЗ КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ [c.21]

Следствия, вытекающие из основного уравнения кинетической теории газов. Из уравнения (1—9) вытекает несколько -следствий. Рассмотрим важнейшие из них. [c.13]

Нами были даны лишь простейшие следствия, вытекающие из общей теории газов. Из более сложных законов мы укажем лишь на закон Максвелла. Максвелл показал, что при данной температуре не все частицы газа обладают одинаковыми скоростями и что эти скорости варьируют в чрезвычайно широких пределах. Однако большинство частиц движется со скоростями, отвечающими данной температуре, и число частиц, обладающих слишком большими и слишком малыми скоростями, тем меньше, чем больше отличаются их скорости от скорости, свойственной наибольшему числу частиц. Так, в воздухе при комнатной температуре находятся и частицы, двигающиеся с быстротой, отвечающей десяткам тысяч градусов температуры, и частицы, двигающиеся со скоростями, отвечающими температурам, близким к абсолютному нулю, но число таких частиц ничтожно по сравнению с числом частиц, обладающих наиболее вероятной скоростью. Вывод закона Максвелла сложен и не может быть сделан при помощи одной только кинетической теории газов. Кроме того этот закон не имеет применения в курсе химической термодинамики, а потому мы ограничимся сказанным выше. [c.18]

Наиболее важным критерием изменения состава плазмы является степень ее ионизации. В равновесном случае при заданных температуре и давлении она определяется уравнением Саха, которое является следствием закона действующих масс. Процесс ионизации (и неразрывно связанный с ним процесс рекомбинации) обусловлен столкновениями тяжелых частиц при высоких температурах (энергиях), фотоионизацией, столкновениями с электронами, ион-молекулярными реакциями и т. д. Описание кинетики всех этих процессов с микроскопической точки зрения требует обобщения кинетической теории газов на случай плазмы. Это обобщение находится еще в стадии разработки. В случае низкотемпературной плазмы, которая состоит как из нейтральных, так и из заряженных частиц, кроме характерных для обычного молекулярного газа соударений, происходящих в области малых расстояний, имеются еще далекие соударения, обусловленные электромагнитным взаимодействием между заряженными частицами. При этом надо принять во внимание очень малые углы рассеивания и, следовательно, большое количество актов взаимодействия, при которых происходит весьма незначительный перенос импульса надо учесть также взаимодействие между заряженными частицами и электромагнитными полями [186—187]. [c.100]

Из соотношения (IV. 120) следует, что эффективность разделения газов зависит только от различия их молекулярных масс. Это соотношение является следствием молекулярно-кинетической теории оно аналогично закономерности, экспериментально установленной в середине XIX века Грэмом, который показал, что скорость про.хождения газа через пористую перегородку в вакуум обратно пропорциональна квадратному корню из молекулярной массы. [c.282]

Из основного уравнения кинетической теории, как его следствие,. могут быть выведены законы идеальных газов, которые были найдены опытным путем. [c.49]

Сопоставляя следствия теории с экспериментом, приходится предположить, что кинетические уравнения взаимодействия газа с частицами катализатора, полученные путем изучения реакции в лаборатории, в определенных условиях обладают свойством универсальности и остаются справедливыми для самых различных условий, реализующихся в каталитических реакторах. Цель настоящей работы состоит в том, чтобы проанализировать это предположение, обсудить трудности его обоснования и наметить один из путей преодоления возникающих трудностей. [c.163]

Молекулярно-кинетическое истолкование химических процессов можно встретить в трудах А. М. Бутлерова, А. Кекуле, Н. Н. Бекетова, Л. Мейера. В 1867 г. Л. Пфаундлер применил кинетическую теорию газов к явлениям химического равновесия и к объяснению диссоциации химических соединений. Он развил теорию одновременно совершающихся обратимых реакций как следствие непрерывных изменений состояния молекул . На основе молекулярно-кинетического учения ему удалось показать тесную связь между такими категориями химических равновесий, как процесс диссоциации и реакции двойного обмена. При рассмотрении многих физико-химических явлений и при выводе формул ученые использовали неверную гипотезу, что все молекулы идентичны со всех точек зрения. Между тем, чтобы глубже проникнуть в сущность механизма явления, оказалось необходимым ввести новое цонятие, которое позволило бы более точно и логично подойти к физико-химическому явлению. Эту новую мысль развили Р. Клаузиус, Д. К. Максвелл и Л. Больцман в своих трудах по статистической механике. Новое заключалось в том, что не все мо- [c.329]

Наиболее детально теоретически могут быть описаны процессы диффузии в газах. Диффузия является следствием теплового движения молекул, которые при соударениях изменяют свои скорости. Простейшие слзп1аи диффузии — диффузия одного газа, находящегося в очень малой концентрации в другом газе, или взаимная диффузия практически одинаковых молекул, различающихся лишь своим изотопным составом, могут быть рассмотрены с помощью методов элементарной кинетической теории газов. Однако трактовка взаимной диффузии различных газов, находящихся в соизмеримых концентрациях, в рамках элементарной кинетической теории газов имеет принципиальные трудности и приводит поэтому к ряду противоречий. Вполне последовательная теория взаимной диффузии различных газов может быт развита лишь на основе уравнения Больцмана (см. Приложение Б), позволяющего вычислить функцию распределения молекул газа при диффузии по координатам и скоростям. С самым простым частным случаем уравнения Больцмана мы уже познакомились в 4 предыдущей главы. [c.37]

Покажем, что закон этот может быть выведен как следствие из кинетической теории газов. Возьмем два одинаковых объема различных газов при одинаковых внешних условиях. Число частиц, их скорости и массы обозначим соответственно через п, 1, гп и Пг, и% ГП2. Если газы находятся при одинаковом давлении и температуре и занимают одинаковыЪ объемы, то можно написать [c.36]

Закон действия масс был первоначально установлен эмпирически Гульдбергом и Вааге (Guldberg, Waage, 1864). Он получил название закон действия масс , так как в то время молярные концентрации называли активными массами . Позднее оказалось, что закон действия масс вытекает также в качестве необходимого следствия из кинетической теории газов и жидкостей. Наконец, его можно вывести также и термодинамически, т. е. показать, что он с необходимостью следует из первого и второго законов термодинамики. [c.57]

Авогадро (Avogadro) Амедео (1776—1856), итальянский физик. Гипотеза А. о том, что в равных объёмах различных газов содержится одинаковое число молекул, имела исключительно важное значение для химии. Высказанная в 1811 г., эта гипотеза получила признание значительно позже (см. Канниццаро, стр. 159). В настоящее время она известна под названием закона Авогадро и имеет значение основного закона физики и химии. Закон Авогадро легко выводится как одно из важнейших следствий из основных положений кинетической теории газов. [c.152]

Интересно отметить, что многие ученые еще в начале XX в. называли этот закон гипотезой. В частности, Мельдрум в своей монографии Авогадро и Дальтон хотя и признает большое историческое и научное значение гипотезы Авогадро, считает, что ее нельзя называть законом наравне с законом Бойля-Мариотта и Гей-Люссака, ибо она не вытекает непосредственно из физического опыта, а является следствием молекулярно-кинетической теории газов [15, стр. 22]. В связи с этим он указывал, что если молекулярно-кинетическая теория изменится или падет, вместе с ней должно измениться содержание и смысл гипотезы Авогадро. Мельдрум писал об этом в 1904 г., т. е. до опытов Перрена (1908—1909). В связи с этим необходимо подчеркнуть, что Менделеев уже в 60-х годах в учебнике Органической химии [240] и в Основах химии называет эту гипотезу законом. Он указывал, что право называться законом эта гипотеза заслужила благодаря тому, что она обладает силой предсказывать явления, которые подтверждаются опытом Вся главная сила, вся очевидная польза открытия законов природы в том и выражается, что они дают возможность предсказать незнаемое, предвидеть еще ненаблюденное [203, т. 1, стр. 227]. [c.351]

Благодаря И. Ньютону механика стала первой областью естествознания, которая была сведена к небольшому числу простых законов. Это открыло широкие возможности математическим путем находить многочисленные следствия. Так, например, возникла небесная механика. Применительно к миру микроскопических величии Д. Бернулли была выявлена связь между давлением газов и ударами молекул о стенки сосудов. Он полагал, что движение каждой молекулы подчиняется законам механики, на основе которых можно описать поведение газов. Однако основы кинетической теории газов заложил М. В. Ломоносов, во многом предвосхитивший ее современное состояние. Он уловил основные черты молекулярных явлений, показав, что ... теплота состоит во внутреннем движении материи и, что движение молекул газов и их столкновения происходят в беспорядочной взаимности наподобие столкновениям между бы-стровращающимися волчками на поверхности гладкого льда. Число таких молекул- волчков невообразимо велико даже в самых малых, поддающихся измерению, количествах вещества и в самых малых объемах газов. Движение такого скопления частиц пе может не быть беспорядочным — полная хаотичность является важнейшей особенностью теплового движения. Эти обстоятельства позволяют использовать для анализа теплового движения теорию вероятности, которая всегда применяется для систем, содержащих большое число объектов. [c.19]

Я не перейду к применению этих понятий к объяснению диссоциации воды раньше, чем не продемонстрирую в одном опыте хоть одно из следствий, показывающих справедливость кинетической теории газов, бывшей сначала гипотезой... Представим себе два газа, оказавшие равные давления, но имеющие неодинаковую плотность ну, скажем, возьмем один газ, которого кубическая емкость весит 1, и другой, которого такой же объем весит 4. Как может случиться, что такие два газа при неодинако- [c.176]

Физические законы могут быть выведены теоретически.м путем как следствие неких общих принципов, о чем уже подробно говорилось во введении. Один из примеров такого рода выводоз непосредственно связан с экспериментальными законами Бойля и Шарля и объединяющим их уравнением РУ — пНТ. Еще в 1738 г. Бернулли теоретическим путем пришел к закону Бойля, рассматривая столкновения молекул газа со стенками сосуда. Совокупность представлений о температуре и давлении газов как проявлениях движения молекул называют кинетической теорией газов. Давление рассматривается как результат бомбардировки молекулами стенок сосуда, а температура считается пропорциональной средней энергии поступательного движения молекул. Исходя из этих представлений, мы и начнем свой вывод, сделав предварительно ряд допущений, которые призваны упростить общую картину [c.36]

Эйнштейн и Смолуховский, постулируя единство природы броуновского и молекулярно-кинетического движения, установили количественную связь между средним сдвигом частицы (называемым иногда амплитудой смещения) и коэффициентом диффузии О. Выведенное ими соотношение между этими величинами получило название закона Эйнштейна — Смо.духовского. При выводе этого соотношения авторы исходили нз следующего положения. Если броуновское движение является следствием теплового движения молекул среды, то можно говорить о тепловом движении частиц дисперсной фазы. Это означает, что дисперсная фаза, представляющая собой совокупность числа частиц, должна подчинят11Ся тем же статистическим законам молекулярно-кинетической теории, что и газы или растворы. Из этих законов был выбран закон диффузии, согласно которому хаотичность броуновского движения дол- [c.204]

Следующими важными следствиями из теории являются независимость нижнего предела давления самовоспламенения от давления инертного газа в кинетической области гетерогенного обрыва цепи [см. формулу (IX)] и сильная зависимость парциального давления реагирующей смеси от разбавления ее инертным газом [формула (VIII)]. Последнее многократно проверялось многими исследователями. Для проверки первого следствия Бирон и Налбандяном [47] были поставлены специальные опыты, результаты которых подтвердили это важное следствие из теории — нижний предел давления воспламенения 2На + 0 действительно оказался независимым от давления инертного газа в сосуде, приготовленном из пирекса и обработанном в течение многих дней вспышками водородо-кислородных смесей, и сильно зависел от разбавления инертным газом при проведении опытов в необработанном кварцевом сосуде. [c.185]

МЫ должны предположить, что можно пренебречь любыми корреляциями, имеющимися в начальном состоянии гипотеза о молекулярном хаосе в бесконечно удаленном прошлом) следует рассматривать лишь те системы, для которых это условие вьшолняется Такой подход может привести к трудностям, как будет показано в гл. 13, где рассматривается кинетическая теория плотных газов. Важное следствие этого предположения заключается в том, что, проводя различие между прошлым и будущим, мы вводим в кинетическ)то теорию необратимость. Далее, если нас интересуют времена, значительно превосходящие среднее время столкновения, то оператор 5 , который получается из [c.69]

В предлагаемой читателю книге сделана попытка изложить теорию и практику проведения процессов массопередачи, обычно осуществляемых в двухфазных потоках газ—жидкость, пар — жидкость, жидкость — жидкость (процессы абсорбции, дистилляции и экстракции) на основе единых гидродинамических и кинетических закономерностей. При этом кинетические закономерности диффузионных явлений становятся логическим следствием сочетания макро- и микрокинетических параметров, характеризующих гидродинамику потоков. [c.3]

В настоящее время нет никаких оснований для проведения резкой грани между термодинамикой и статистической физикой тем не менее определенное преимущество термодинамики и особеинос1ь ее методов диктуют важность отдельного изложения термодина гаки с привлечением необходимых качественных молекулярных представлений. Она позволяет с помощью своих начал легко учитывать наблюдаемые иа опыте закономерности и получать из них фундаментальные следствия. Именно на этом пути в свое время было предсказа Ю вырождение газов при низкой температуре, развита теория фазовых переходов второго рода, формируется термодинамическая теория кинетических явлений в физических системах неравновесная термодинамика или термодинамика необратимых процессов). [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология