Learning Objective 9.1.A: Describe the pressure a gas exerts on its container in terms of atomic motion within that gas.
- 9.1.A.1 Atoms in a gas collide with and exert forces on other atoms in the gas and with the container in which the gas is contained.
- 9.1.A.1.i Collisions involving pairs of atoms or an atom and a fixed object can be described and analyzed using conservation of momentum principles.
- 9.1.A.1.ii The pressure exerted by a gas on a surface is the ratio of the sum of the magnitudes of the perpendicular components of the forces exerted by the gas's atoms on the surface to the area of the surface.
- Equation: $P = \dfrac{F_{\perp}}{A}$
- 9.1.A.1.iii Pressure exists throughout the gas itself, not just at the boundary between the gas and the container.
Learning Objective 9.1.B: Describe the temperature of a system in terms of the atomic motion within that system.
- 9.1.B.1 The temperature of a system is characterized by the average kinetic energy of the atoms within that system.
- 9.1.B.1.i The Maxwell–Boltzmann distribution provides a graphical representation of the energies and speeds of atoms at a given temperature.
- 9.1.B.1.ii The root-mean-square speed corresponding to the average kinetic energy for an ideal gas is related to the temperature of the gas by
- Equation: $K_{\text{avg}} = \dfrac{3}{2} k_B T = \dfrac{1}{2} m v_{\text{rms}}^2$
Boundary statement: AP Physics 2 only expects students to perform qualitative and quantitative analysis of collisions in one and two dimensions. Students are not expected to know the functional form of the Maxwell-Boltzmann distribution but are expected to be familiar with how features of the distribution are related to the temperature of the gas.
Mục tiêu Học tập 9.1.A: Mô tả áp suất mà một khí tác dụng lên bình chứa theo chuyển động của các nguyên tử bên trong khí đó.
- 9.1.A.1 Các nguyên tử trong khí va chạm với nhau, tác dụng lực lên các nguyên tử khác trong khí và lên bình chứa khí.
- 9.1.A.1.i Các va chạm liên quan đến cặp nguyên tử hoặc một nguyên tử và một vật cố định có thể được mô tả và phân tích bằng các nguyên lý bảo toàn động lượng.
- 9.1.A.1.ii Áp suất mà khí tác dụng lên một bề mặt là tỷ số giữa tổng độ lớn các thành phần vuông góc của lực do các nguyên tử khí tác dụng lên bề mặt và diện tích của bề mặt đó.
- Phương trình: $P = \dfrac{F_{\perp}}{A}$
- 9.1.A.1.iii Áp suất tồn tại khắp nơi bên trong bản thân khối khí, không chỉ giới hạn ở ranh giới giữa khí và bình chứa.
Mục tiêu Học tập 9.1.B: Mô tả nhiệt độ của một hệ theo chuyển động của các nguyên tử bên trong hệ đó.
- 9.1.B.1 Nhiệt độ của một hệ được đặc trưng bởi động năng trung bình của các nguyên tử bên trong hệ đó.
- 9.1.B.1.i Phân bố Maxwell–Boltzmann cung cấp biểu diễn đồ thị về năng lượng và tốc độ của các nguyên tử ở một nhiệt độ xác định.
- 9.1.B.1.ii Tốc độ bình phương trung bình tương ứng với động năng trung bình đối với khí lý tưởng liên hệ với nhiệt độ của khí qua công thức:
- Phương trình: $K_{\text{avg}} = \dfrac{3}{2} k_B T = \dfrac{1}{2} m v_{\text{rms}}^2$
Tuyên bố giới hạn: AP Physics 2 chỉ yêu cầu học sinh thực hiện phân tích định tính và định lượng về các va chạm trong một và hai chiều. Học sinh không cần biết dạng hàm của phân bố Maxwell-Boltzmann nhưng cần am hiểu cách các đặc điểm của phân bố này liên hệ với nhiệt độ của khí.



















