Презентация, доклад по физике 10 класс

газа
Среднеквадратичная скорость
Упражнения и задачи

MCA

Темы

температура, с движениями в молекулярном масштабе.
Кинетическая теория предоставляет инструменты для:
Расчета «микроскопических» величин, таких как скорость частицы, частота столкновений и расстояние, пройденное между столкновениями.
Вывода макроскопических свойств, таких как давление и температура, и явления переноса (например, скорости диффузии и теплопроводность)

MCA

Кинетическая модель газа

(O2, H2, CO2, CH4, …)
Атомы и молекулы могут свободно двигаться (беспорядочное движение)

MCA

Газы

единицу площади S
(в системе СИ: Н м – 2 = Па)
Давление газа обусловлено столкновением его атомов или молекул со стенками его контейнера.

MCA

Давление газа

направлениях
Частицы очень маленькие и ведут себя как твердые сферы
Все столкновения между частицами являются упругими, и все движение происходит без трения (энергия не теряется)
Расстояние между частицами намного больше, чем размер частиц (крошечные частицы; газ низкой плотности)
Силы притяжения или отталкивания между частицами незначительны

MCA

Идеальный газ: предположения

почему мы их изучаем ???
Все реальные газы приближаются к идеальному состоянию:
при низких плотностях, и низких давлениях (то есть в условиях, когда их молекулы достаточно далеко друг от друга, которые не взаимодействуют друг с другом)
Если газ значительно выше точки кипения
Многие реальные газы ведут себя в хорошем приближении как идеальные газы в нормальных условиях!

MCA

Идеальный газ: предположения

под приближением.

2. Сформулируйте три предположения об идеальном газе.

3. Можно ли рассматривать настоящий газ как идеальный газ? Если так, объясните.
4. Объясните, что вызывает давление газа и как оно связано со следующей картинкой.

Упражнения и задачи

влияют на давление газа («микроскопические» факторы)
Скорость частиц
Масса каждой частицы
Количество частиц

MCA

Давление газа

или атома

Количество частиц на расстоянии d от стены
В среднем половина этих частиц движется к стене

MCA

Вывод формулы давления газа

формулы давления газа

скорости и беря квадратный корень, мы преодолеваем направленную составляющую скорости, и теперь мы называем ее среднеквадратичной скоростью.
Распределение скоростей в газе
Среднее квадрата x-составляющей скорости всех частиц

MCA

Вывод формулы давления газа

скорости

MCA

Вывод формулы для давления газа

газа

p давление газа Pa
N/V концентрация молекул (число молекул в единице объема) m–3
m0 масса одной молекулы (атома) kg
квадрат среднеквадратичной скорости m2 s–2

как корень квадратный из квадрата средней скорости молекул в газе (она не совсем равна средней скорости молекул)



Например, среднеквадратичная скорость атома или молекулы идеального газа при абсолютной температуре T определяется как (мы выведем это уравнение позже)

MCA

Среднеквадратичная скорость

M молярная масса kg mol–1
R универсальная газовая постоянная R = 8.31 J K–1 mol–1

физике (в частности, в статистической механике) для описания скоростей частиц в идеальных газах (для большого числа частиц).
На следующем рисунке показано это распределение при разных температурах для газообразного азота N2.
Объясните графики.

Упражнения и задачи

8, 10, 12 и 14υ, где υ является подходящей единицей.
Найти числовые значения
а) средняя скорость .
б) Средняя скорость в квадрате 2.
в) Квадрат среднеквадратичной скорости .
г) среднеквадратичная скорость.

Упражнения и задачи

2. a) 8 u; b) 64 u2; c) 80 u2; d) 8.9 u

контейнер. Абсолютная температура затем удваивается.
Выберите правильные утверждения, если таковые имеются.
A. Давление газа остается постоянным, потому что объем контейнера не меняется.
B. Среднеквадратичная скорость атомов газа удваивается.
C. Давление внутри контейнера увеличивается на
D. Количество атомов газа увеличивается вдвое.
E. Давление внутри контейнера удваивается.
F. Плотность газа остается постоянной.

Упражнения и задачи

E; F

соотношение среднеквадратичных скоростей кислорода О2 и водорода Н2 в атмосфере Земли.
б) Рассчитайте среднеквадратичную скорость Н2 при комнатной температуре.
c) Основываясь на значении, указанном в 5. b), предложите причину, по которой водородный газ H2 не обнаружен в атмосфере Земли, несмотря на то, что водород является наиболее распространенным элементом во Вселенной.

Упражнения и задачи

4. ≈ 5.2 x 102 m/s; 5. a) 1/4; b) 1.9 km/s

Земли.
Однако измерения концентрации гелия в атмосфере Земли показывают, что количество этого газа в атмосфере не увеличивается.
Предложите причину этого.

Упражнения и задачи