ทฤษฎีจลน์ของอุณหภูมิและความดัน
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| kinetic theory/kɪˈnetɪk ˈθɪəri/ | ทฤษฎีจลน์ |
| kelvin/ˈkelvɪn/ | เคลวิน |
อุ่นแก๊ส — และคุณก็ทำให้อนุภาคของมันบินเร็วขึ้น
- อุ่นแก๊สขึ้น ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงให้เห็นชัด แต่อนุภาคเล็กๆ ของมันเริ่มวิ่งไปมาเร็วขึ้น
- อุณหภูมิ ในแก่นแท้คือวัดระดับว่าอนุภาคสั่นไหวและบินเร็วแค่ไหน
- แก๊สยังดันผนังภาชนะ — ความดัน — เพราะอนุภาคชนกับผนังอย่างต่อเนื่อง
- ทฤษฎีจลน์ อธิบายทั้งสองอย่างจากภาพเดียว: อนุภาคจำนวนมหาศาลที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา
แก๊สเป็นพื้นที่ว่างส่วนใหญ่
- แก๊สเป็นกลุ่มของอนุภาคขนาดเล็ก กระจายห่างกัน เคลื่อนที่แบบ สุ่ม อย่างต่อเนื่อง
- มันบินเป็นเส้นตรงจนกระทั่งจะชนกันเองหรือชนกำแพง
- ระหว่างการชน พวกมันแทบไม่รู้สึกถึงแรงใดๆ — พื้นที่ส่วนใหญ่เป็นพื้นที่ว่าง
- แบบจำลองง่ายๆ นี้ทำนายพฤติกรรมของก๊าซจริงได้อย่างน่าทึ่ง
เร็วขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า
เพิ่มอุณหภูมิดูการกระจายความเร็วของอนุภาคเลื่อนไปทางความเร็วที่สูงขึ้น
ก๊าซที่ร้อนกว่ามีอนุภาคที่เคลื่อนที่ ____ เฉลี่ย
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
อุณหภูมิสูงขึ้นหมายถึงพลังงานจลน์เฉลี่ยมากขึ้น ดังนั้นอนุภาคจึงเคลื่อนที่เร็วขึ้น
อุณหภูมิคือพลังงานจลน์เฉลี่ย
- อุณหภูมิ สัมพันธ์โดยตรงกับ พลังงานจลน์เฉลี่ย ของอนุภาค
- แก๊สร้อน ⇒ อนุภาคเร็วขึ้น ⇒ พลังงานจลน์ต่ออนุภาคมากขึ้น
- บนสเกล เคลวิน การเพิ่มอุณหภูมิเป็นสองเท่า means เพิ่มพลังงานจลน์เฉลี่ยเป็นสองเท่า
- ที่ศูนย์สัมบูรณ์ ($0\ \text{K}$) การเคลื่อนที่ของอนุภาคอยู่ที่ระดับต่ำสุดอย่างแท้จริง
ในทฤษฎีจลน์ อุณหภูมิของก๊าซเป็นค่าวัดของ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
อุณหภูมิแปรผันตรงกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาค
การเพิ่มอุณหภูมิ Kelvin ของก๊าซเป็นสองเท่าจะทำให้พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคเป็นสองเท่า
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
บนสเกล Kelvin พลังงานจลน์เฉลี่ยแปรผันตรงกับอุณหภูมิ
ความดันเกิดจากการชนกัน
- อนุภาคแต่ละตัวที่เด้งชนผนัง ให้การผลักเล็กน้อยแก่ผนัง
- ความดัน คือผลรวมของแรงจากการชนทั้งหมด กระจายบนพื้นที่ของผนัง
- อนุภาคมากขึ้น อนุภาคเร็วขึ้น หรือกล่องเล็กลง ทั้งหมด mean การชนมากขึ้นและความดันสูงขึ้น
- ดังนั้นทั้งอุณหภูมิและความดันจึงย้อนกลับไปที่การเคลื่อนที่ของอนุภาค
อะไรเป็นสาเหตุของความดันที่ก๊าซกระทำต่อภาชนะ?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ทุกการชนกับผนังให้แรงผลักเล็กน้อย; รวมกันแล้วเกิดเป็นความดัน
เลือก ทุก วิธีที่จะเพิ่มความดันของก๊าซในภาชนะขนาดคงที่
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
อนุภาคมากขึ้นหรือเร็วขึ้น หรือพื้นที่น้อยลง ล้วนหมายถึงการชนบ่อยและรุนแรงขึ้น การลดอุณหภูมิลดความดัน
อุณหภูมิต้องวัดเป็น เคลวิน สำหรับความสัมพันธ์ทางทฤษฎีจลน์ "การเพิ่มอุณหภูมิเป็นสองเท่า equals เพิ่มพลังงานจลน์เฉลี่ยเป็นสองเท่า" เป็นจริงเฉพาะบนสเกล เคลวิน — ไม่ pernahใน $^\circ\text{C}$. แปลงเป็นเคลวินก่อน: $T_K = T_C + 273$
แปลง $27\ ^\circ\text{C}$ เป็น kelvin (ใช้ $T_K = T_C + 273$)
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$T_K = 27 + 273 = 300\ \text{K}$.
กล่องแก๊สปิดและแข็งตัวถูกอุ่นจนอุณหภูมิเคลวินเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า
- พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคก็ เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ด้วย
- อนุภาคชนผนังแรงขึ้นและบ่อยขึ้น ความดันจึงเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าด้วย
ทฤษฎีจลน์ สร้างแบบจำลองก๊าซว่าเป็นอนุภาคขนาดเล็กจำนวนมากที่เคลื่อนที่แบบสุ่มอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิ (เป็นเคลวิน) สัดส่วนกับ พลังงานจลน์เฉลี่ย ของพวกมัน และ ความดัน เกิดจากการชนกับผนัง ยิ่งร้อนและยิ่งหนาแน่นก็ยิ่งมีความดันสูง