Кинетическая теория газа и температура

Кинетическая теория газов. Температура и давление газов обусловлены непрерывным движением их молекул. Кинетическая теория газов позволяет установить, исходя из чисто механических предпосылок, поведение газов и газовые законы и вычислить их теплоемкости. Эта теория, предложенная Бернулли (1788), была развита позже другими исследователями, в частности- [c.40]

В кинетической теории газов температура газа Т определяется через и соотношением [c.26]

Зависимость скорости реакции от температуры и от природы реагирующих веществ. Молекулярно-кинетическая теория газов и жидкостей дает возможность подсчитать число соударений мея<ду [c.174]

Молекулярно-кинетическая теория газов. Движение и энергия молекул газа и его температура. [c.113]

Таким образом, внутренняя энергия представляет собой такое свойство, которое проявляется веществом при определенном сочетании условий. Из интуитивных соображений можно понять, что внутренняя энергия как-то связана с температурой, а простая молекулярно-кинетическая теория газов, изложенная в гл. 3, указывает, что для идеального одноатомного газа Е = = КТ [c.35]

Кинетическая теория газов показывает, что такие понятия, как температура и давление, играющие основную роль в термодинамике, обладают по существу статистической природой, т. е. являются выражением некоторых свойств вещества, обусловленных совместным действием очень большого числа частиц. Температура определяется средней кинетической энергией поступательного движения, хотя кинетическая энергия отдельных частиц может значительно отличаться от этой величины. Точно так же давление газа выражает суммарный эффект ударов молекул о стенку сосуда и является величиной, средней для большого числа молекул, которые обладают в момент удара самыми различными количествами движения и ударяются о стенку под самыми различными углами. Статистической природой обладают и такие величины, как плотность. [c.210]

При нагреве газа возрастает энергия поступательного и вращательного перемещения атомов. Изменение электронного состояния атомов не происходит при обычных температурах и эта составляющая энергии не входит в теплоемкость газа. Численное значение теплоемкости идеального газа можно рассчитать на основе кинетической теории газов. Эта теория основана на следующих допущениях частицы в пространстве непрерывно перемещаются с любыми скоростями (теоретически) они представляют собою материальные точки, которые не притягиваются [c.24]

Из молекулярно-кинетической теории газов следует зависимость диаметра о атомов и молекул от температуры [c.129]

Современная теория теплообмена и гидродинамика базируются на мысленной схеме, согласно которой свойства среды можно описывать так, как будто она состоит не из отдельных молекул, а является сплошной, и ее характеристики (скорости, температуры и т. д.) меняются непрерывно от точки к точке. Молекулярно-кинетическая теория газов, напротив, основана на представлении среды, состоящей из отдельных молекул. При этом мысленная модель идеаль,ного газа предполагает, что молекулы можно рассматривать как отдельные щарики, не взаимодействующие друг с другом иначе, чем путем взаимных упругих соударений. [c.263]

Пользуясь выводами из кинетической теории газов, можно показать, что при не очень высоких давлениях вязкость газа не зависит от давления. Влияние же температуры на вязкость опреде--ляется основанным на той же теории уравнением Сатерленда [c.21]

Согласно кинетической теории газов, безразмерное отношение, называемое критерием Прандтля Рг, не зависит для данного газа от давления и температуры [c.280]

В соответствии с кинетической теорией газов (закон Максвелла — Больцмана) термодинамическое понятие равновесной температуры для идеального газа может быть расшифровано с помощью уравнения [c.23]

Теплоемкость газов при любой температуре можно определить с использованием кинетической теории газов или квантовой теории теплоемкостей Планка—-Эйнштейна. Известно, что, согласно кинетической теории газов, истинная мольная теплоемкость при постоянном объеме для одноатомных газов [c.53]

Решение. Для расчетов надежнее всего использовать формулу (3-12), вытекающую из кинетической теории газов. Приняв для описания взаимодействия молекул потенциальную функцию Леннарда-Джонса, можно взять значения параметров а и е/к для составляющих смесей из табл. 3-1, величины можно приближенно использовать и для температур, более высоких, чем 1000° К (данные табл. 3-1 взяты из результатов измерения вязкости в диапазоне температур 300—1000° К). При определении параметров для смесей по параметрам для составляющих газов следует использовать комбинационные правила (3-14) и (3-15). Значения приведенного интеграла столкновений можно взять из графика на рис. 3-3. Результаты расчетов приводятся в табл. 3-3. [c.83]

Однако применение законов кинетической теории газа к электронному газу приводит к значению а, отличающемуся от эксперимента. Делокализация валентных электронов-в кристаллической решетке металла, а следовательно, отсутствие в ней направленных валентных связей объясняет тот факт, что металлы имеют большое координационное число К, плотнейшую сферическую упаковку, а также чаще всего кубическую объемно-центрированную элементарную ячейку решетки. Некоторые металлы могут кристаллизоваться в различных типах решеток например, при температуре <768 °С магнитное -железо имеет /( = 8, а при температуре >906 °С устойчивым является немагнитное у-железо с /С=12. Впрочем, для некоторых тяжелых металлов наряду с металлической связью, образованной З -электронами, реализуются слабые ковалентные связи между атомами, в то время как 45-электроны образуют электронный газ. Для такой смешанной металлической и межатомной связи характерно образование пар электронов как с параллельными, так и с антипараллельными спинами (для марганца— антипараллельные, для железа — параллельные). Этим объясняется различие в магнитных свойствах металлов параллельные спины обусловливают ферромагнетизм, т. е. положительная магнитная восприимчивость на два или три порядка [c.138]

Отношение количества молекул, вступающих в реакцию, к общему числу молекул также можно получить по кинетической теории газов. Из закона распределения по энергиям Максвелла (разд. 2.2) следует, что если при температуре Т в 1 см газ содержит п молекул, то число молекул п, обладающих энергией Е, определяется следующим соотношением [c.170]

Результаты измерения осмотического давления растворов различной концентрации тростникового сахара и некоторых других веществ, полученные в свое время Пфеффером и де Фризом, позволили Вант-Гоффу (1887) установить законы осмотического давления, применив для обобщения результатов измерений осмотического давления законы термодинамики и молекулярно-кинетическую теорию газов. Вант-Гофф установил, что осмотическое давление сильно разбавленных растворов подчиняется законам идеальных газов. Он показал, что при постоянной температуре осмотическое давление прямо пропорционально концентрации или обратно пропорционально молярному объему растворенного вещества (аналогия с законом Бойля) — = —. [c.98]

Так как испарение обусловлено отрывом от жидкости молекул, обладающих кинетической энергией, достаточной для преодоления сил сцепления, а согласно уравнению (VI,4), количество таких молекул с повышением температуры возрастает в экспоненциальной зависимости, то скорость испарения быстро увеличивается с повышением температуры. В то же время скорость конденсации определяется средней квадратичной скоростью молекул, для которой кинетическая теория газов дает следующее уравнение [c.166]

Согласно молекулярно-кинетической теории газ представляет собою совокупность молекул или атомов, находящихся в хаотическом движении. Средние расстояния между молекулами в газах значительно превосходят линейные размеры молекул, а суммарный объем, занимаемый собственно молекулами, ничтожен по сравнению с объемом газа. Соударяясь друг с другом, молекулы газа изменяют скорость и направление своего движения, однако их средняя кинетическая энергия, зависящая только от температуры, остается всегда неизменной и равной (где к — постоянная Больцмана Т — абсолютная температура). [c.55]

Молекулы газа, непрерывно сталкиваясь друг с другом и со стенками сосуда, движутся с различными скоростями (мь иг, из,. .., Ып) и распределяются по скоростям движения в соответствии с законом распределения Максвелла. В кинетической теории газов пользуются величинами средней арифметической йа н средней квадратичной скорости м. Средние скорости ма и м зависят от природы газа, изменяются с температурой и вычисляются по формулам [c.13]

Зависимость скорости реакции от температуры. Молекулярно-кинетическая теория газов и жидкостей дает возможность подсчитать число соударений между молекулами тех или иных веществ при определенных условиях. Если воспользоваться результатами таких подсчетов, то окажется, что число столкновений между молекулами веществ при обычных условиях столь велико, что все реакции должны протекать практически мгновенно. Однако в действительности далеко не все реакции заканчиваются быстро. Это связано с необходимостью преодоления энергетического барьера реакции — энергии активации. Это осуществляют только активные молекулы, имеющие энергию выше, чем Е ,. [c.197]

Это значение энергии совпадает с известным значением энергии одноатомного газа элементарной кинетической теории газов. Дифференцируя (VI. 166) по температуре, получим также хорошо известный результат. [c.236]

Возможен, однако, случай, когда при протекании процессов изменяется только кинетическая энергия, а потенциальная остается постоянной, как например в идеальном газе. При достаточно высокой температуре и большом объеме любой газ будет вести себя как идеальный. В соответствии с кинетической теорией газов это означает, что потенциальная энергия взаимодействия между молекулами исчезающе мала по сравнению с их кинетической энергией и что мон<но пренебречь собственным объемом молекул по сравнению с объемом, занимаемым газом. В кинетической теории показывается, что поведение идеального газа подчиняется уравнению. [c.13]

Природа газового состояния обсуждалась при выводе уравнения состояния газов и при изучении кинетической теории газов. При высоких температурах и низких концентрациях или давлениях в газовой системе (расстояния между частицами при этих условиях велики и намного превосходят их собственные размеры) частицы могут свободно перемещаться, не взаимодействуя друг с другом, и состояние вещества соответствует максимальной степени беспорядка — поведение газовой системы отвечает поведению идеального газа, [c.33]

Кинетическая теория газов позволяет рассчитать число столкновений молекул газа, происходящих в единице объем в единицу времени при данной температуре. Согласно этой теории, число столкновений пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры. Исходя из этого можно рассчитать, во сколько раз увеличится число столкновений, например, молекул На и Ь в реакционной среде при повышении темпера-туры на 10° С [c.114]

Согласно кинетической теории газов кинетическая энергия к беспорядочного поступательного движения для 1 моля идеального газа с молекулярным весом М пропорциональна температуре Т [c.333]

При нагревании идеального одноатомного газа при постоянном объеме вся теплота расходуется на увеличение средней кинетической энергии поступательного движения молекул. Из кинетической теории газов следует, что средняя кинетическая энергия поступательного движения одного моля идеального газа при температуре Т равна 3/27 Г ( 15), откуда следует, что теплоемкость = Ъ/2К. Для газов, молекулы [c.62]

Это и есть основное уравнение кинетической теории газов. Как следует из изложенных выше представлений, оно относится к идеализированной модели газа, молекулы которого не взаимодействуют между собой, т. е. к так называемым идеальным газам. В действительности почти все газы при небольших давлениях и обычных температурах подчиняются этому уравнению. Для реальных газов оно тем точнее, чем выше температура и чем меньше давление, поскольку при этом уменьшается возможность взаимодействия между молекулами [c.115]

Почему же скорость реакции столь чувствительна к изменению. температуры При нагревании скорость движения частиц вещества, как показывает кинетическая теория газов (1У.2), повышается пропорционально /Г", пропорционально которому растет и число столкновений между молекулами реагентов. Если температура по-вышается на 100°, то число соударений возрастает всего в /373 273= 1,2 раза. Следовательно, основную причину сильного влияния температуры на скорость реакции следует искать в другом. [c.134]

Используя выводы кинетической теории газов, покажите, что скорость реакции увеличивается с ростом температуры. [c.63]

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]

Кинетическая теория газов позволяет вычислить число столкновений между частицами. Оказалось, что если бы каждое столкновение приводило к акту взаимодействия, то все реакции должны были бы протекать со скоростью взрыва. На самом деле к актам взаимодействия приводит только незначительное число столкновений. Подавляющее же число соударений являются соударениями упругих шаров молекулы сталкиваются и разлетаются друг от друга, не прореагировав. На этом основании было введено понятие эффективных или активных соударений. Число активных соударений при данной температуре пропорционально общему числу, соударений реагирующих молекул. С ростом температуры число активных соударений возрастает гораздо сильнее, чем число общих соударений. К реакции приводят столкновения только таких молекул, запас энергии которых достаточен для совершения элементарного акта реакции. [c.165]

Для описания явлений четвертого уровня иерархической структуры ФХС могут быть использованы методы статистической теории механики суспензий, гидромеханические модели, основанные на представлениях о взаимопроникающих многоскоростных континиумах, методы механики взвешенных, кипящих дисперсных систем модели, построенные на основе математических методов кинетической теории газов, и др. В частности, для ФХС с малыми параметрами (давлениями, скоростями, температурами, напряжениями и т. д.) при описании процессов в полидисперсных средах эффективен прием распространения метода статистических ансамблей Гиббса на совокупность макровключений (твердых частиц, капель, пузырей) дисперсной среды. Та или иная форма описания стохастических свойств ФХС, дополненная детерминированными моделями переноса массы, энергии импульса в пределах фаз, в итоге приводит к общей математической модели четвертого уровня иерар- [c.44]

Реальная удельная теплоемкость одноатомных газов при температурах, существенно больших температуры насыщения, действитель]ю имеет значения, предсказываемые кинетической теорией газов. Двухатомные и многоатомные газы имеют, од]]ако, более высокие удельные теплоемкости вследствие упругих колеба] ий молекул, которыми пренебрегает эта теория. Такие колебания возбуждаются столк]]овениямн, которые передают минимальный квант энергии /ге (где к — постоян]1ая Планка, равная 6,6253 10- Дж-с, а Л) — частота колебаний молекулы как упругого вибратора, с ). С ростом температуры число столк1]овений, удовлетворяющих этому требованию, также растет, таким образом увеличивая вклад к0лебателы]0й энергии в полную энергию многоатомного (но по-прел<]1е-му идеального) газа. [c.155]

Перенос тепла остаточным газом. Перекос тепла в газах, как известно, происходит посредством конвекции и теплопроводности. Однако в области высокого вакуума (остаточное давление ниже 1 мм рт. ст.) конвективный теплообмен практически отсутствует и тепло передается через газ путем теплопроводности. Зависимость теплопроводности газа от давления определяется соотношением между средней длиной L свободного пробега молекул газа и расстоянием I между теп-лообменивающимися поверхностями. Согласно кинетической теории газов средняя длина свободного пробега молекулы обратно пропорциональна давлению газа и зависит также от природы газа и его температуры [c.110]

Из молекулярно-кинетической теории газов нам известно, что при повыщении температуры средняя кинетическая энергия молекул газа возрастает. Тот факт, что скорость реакции перегруппировки метилизонитрила при повьЕшении температуры возрастает, заставляет предположить, что перегруппировка молекул может быть связана с их кинетической энергией. В 1888 г. щведский ученый Сванте Аррениус выдвинул цредаоложение, что, прежде чем вступить в реакцию, молекулы должны получить некоторое минимальное количество энергии, чтобы перейти из одного химического состояния в другое. Такая ситуация очень напоминает изображенную на рис. 13.6. Валун, находящийся в долине Б, имеет более низкую потенциальную энергию, чем в долине А. Для того чтобы переместиться в долину Б, валун должен получить определенную энергию, необходимую для преодоления барьера, препятствующего переходу из одного состояния в другое. Подобно этому, молекулам может потребоваться некоторое минимальное количество энергии на преодоление сил, удерживающих их в исходном состоянии,-тогда они смогут образовать новые химические связи, создаю-Ецие другую структуру. В нащем примере с метилизонитрилом можно представить себе, что для протекания перегруппировки необходимо, чтобы в этой молекуле группа К= С перевернулась таким образом [c.16]

Течение газа при этих условиях детально исследовано Кнуд-сеном, поэтому и получило название кнудсеновского потока. Задолго до развития кинетической теории газов Грэм, исследуя прохождение газов через пористые пластинки из гипса (в настоящее время известно, что поры таких пластинок малы по сравнению со средним свободным пробегом молекул газа), установил, что количество прошедшего газа прямо пропорционально разнице давлений и обратно пропорционально корню квадратному из молекулярного веса газа и температуры. [c.80]

Термодиффузия. При изменении температуры газовой смеси и поддержании ее на достигнутом уровне происходит определенное расслаивание компонентов смеси. При этом молекулы более тяжелого газа диффундируют в направлении более низкой температуры до достижения равновесного состояния. Это явление называют термодиффузией. Оно было предсказано на основе положений кинетической теории газов. При одной и той же температуре молекулы обоих компонентов газовой смеси обладают одинаковой средней кинетической энергией [уравнение (7.1.13)], но различным количеством движения ти = ЗкТт, большим у тяжелых молекул. Поэтому более тяжелые молекулы дольше сохраняют направление и скорость движения, перемещаясь преимущественно в направлении снижения температуры, несмотря на постоянные упругие соударения молекул. Это связано с увеличением разности количеств движения молекул тяжелых и легких газов с ростом, температуры. Явление термодиффузии наблюдается и в жидкостях (эффект Людвига — Соре). Термодиффузия возникает и в случае изомерных соединений, на основании чего можно сделать вывод о зависимости ее не только от величины, но и от формы молекул. [c.334]

Согласно квантовой теории уже при Г=0 К энергия электронов в металлах измеряется несколькими электронвольтами. По класси. ческой теории электронного газа максимальная энергия электронов при комнатной температуре (293,2 К) должна быть равна 3/2 кТ 0,03 эВ. Таким образом, в действительности (квантовая теория) электроны в металлах уже при Т=0 К имеют энергию на два порядка выше энергии, рассчитанной по кинетической теории газов при комнатной температуре. Отсюда повышение температуры практически не влияет на скорость электронов. Такое состояние системы называется вырожденным. Следовательно, в металлическом состоянии вещества электроны проводимости энергетически ьырождены. [c.131]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология