النظرية الحركية الجزيئية
| English | العربية |
|---|---|
| kinetic molecular theory/kɪˈnetɪk məˈlekjʊlə ˈθɪəri/ | النظرية الحركية الجزيئية |
| average kinetic energy/ˈævrɪdʒ kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | متوسط الطاقة الحركية |
عاصفة من التصادمات غير المرئية
- يبدو الغاز ساكناً، لكن جسيماته في حالة زخم.
- ملياراتها تسري حول وتصطدم بالجدران.
- هذه التصادمات هي ما نشعر به كضغط.
- نموذج بسيط يفسر سلوك الغاز من هذا الفوضى.
يأتي ضغط الغاز من تصادم الجزيئات مع جدران الوعاء ____.
تآلاف التصادمات مع الجدران ينتج الضغط.
قواعد النموذج
- تصور النظرية الحركية الجزيئية جسيمات الغاز صغيرة جداً ومتباعدة، بلا تجاذبات.
- تتحرك في حركة مستمرة عشوائية وخطية.
- تصادماتها مرنة، فلا تفقد طاقة حركية.
في النظرية الحركية الجزيئية، التصادمات مرنة (لا تُفقَد طاقة حركية).
التصادمات المرنة تحافظ على مجموع الطاقة الحركية الكلي.
درجة الحرارة هي متوسط الطاقة
- تقيس درجة الحرارة متوسط الطاقة الحركية للجسيمات.
- الأعلى حرارة يعني أسرع على المتوسط.
- عند نفس درجة الحرارة، جميع الغازات تشترك في نفس متوسط الطاقة الحركية.
درجة الحرارة مقياس لمتوسط ... للجزيئات.
تتبع درجة الحرارة متوسط الطاقة الحركية للجزيئات.
تساوي درجة الحرارة يعني أن جميع الغازات لها متوسط سرعة متساوٍ.
إنها تتشارك متوسط الطاقة الحركية، وليس السرعة -- لأن الكتلة تختلف.
توزيع للسرعات
- لا تتحرك جميع الجسيمات بنفس السرعة؛ بل تتبع توزيعاً.
- الجسيمات الخفيفة تتحرك أسرع من الثقيلة عند نفس درجة الحرارة.
- رفع درجة الحرارة يُزيح التوزيع بالكامل نحو سرعات أعلى.
الضغط من التصادمات
النظرية الحركية: يأتي ضغط الغاز من تآلاف الجزيئات تصطدم بالجدران. قلل الحجم وتزداد التصادمات - والضغط - أيضاً.
عند نفس درجة الحرارة، الغاز الأخف يتحرك في المتوسط...
نفس متوسط الطاقة الحركية زائد كتلة أصغر يعني سرعة أعلى.
رفع درجة الحرارة يُزيح توزيع السرعات نحو...
المزيد من الطاقة الحرارية يجعل الجزيئات أسرع في المتوسط.
عند نفس درجة الحرارة، أيهما يتحرك أسرع على average، $\text{He}$ أم $\text{O}_2$؟
- كلاهما له نفس متوسط الطاقة الحركية.
- الهيليوم أخف بكثير، لذا يجب أن يتحرك أسرع.
التساوي في درجة الحرارة يعني تساوي متوسط الطاقة الحركية، وليس مساواة السرعة -- فالغاز الأخف يتحرك أسرع ليعوض ذلك. تعتمد درجة الحرارة على السرعة والكتلة معاً. وهذا النموذج هو المبدأ الكامن وراء $PV = nRT$؛ وتبتعد الغازات الحقيقية عنه عند الضغوط العالية ودرجات الحرارة المنخفضة.
تُصوّر النظرية الحركية الجزيئية الغاز بجسيمات صغيرة غير متجاذبة في حركة عشوائية مستمرة مع تصادمات مرنة. تقيس درجة حرارة متوسط طاقتها الحركية، لذا عند درجة حرارة واحدة تشترك جميع الغازات فيها -- ويتحرك الغاز الأخف أسرع. هذا النموذج هو الأساس لقانون الغاز المثالي.