平均分子动能
- 气体中分子的一个重要性质是它们的性质平均动能
- 这可以从有关压力、体积、温度和速度的理想气体方程中推导出来
- 回想一下理想气体方程:
光伏=NkT
- 另外,回忆一下将分子的压力和均方速度联系起来的方程:
- 两个方程的左边都等于(pV)
- 这意味着右边也相等:
- 两边都消去了N在两边同时乘以3就得到了这个方程:
米(crms)2= 3 kt
- 回想一下力学中我们熟悉的动能方程:
- 而不是v2对于一个粒子的速度,(crms)2是所有分子的平均速度吗
- 方程两边乘以1 / 2得到平均分子动能理想气体分子的:
- 地点:
- Ek=分子动能(J)
- 米=单个分子质量(kg)
- (crms)2=分子的均方速度(m2年代-2)
- k=波尔兹曼常数
- T=气体温度(K)
- 注意:这是唯一的平均动能一个气体分子
- 这个方程的一个关键特征是理想气体分子的平均动能与它的热力学温度成正比
Ek∝T
- 玻尔兹曼常数k可以用
- 将其代入平均分子动能方程,也可以写成:
工作的例子
氦可以看作是理想气体。氦分子的均方根(均方根)速度为730米秒-1温度为45°C。计算分子在80°C温度下的均速。
考试技巧
记住,这个动能方程只适用于一个气体中的分子。如果你想求出所有分子的动能,记得乘以N,分子的总数。你可以通过押韵“平均k。e是3 / 2 kT”来记住这个方程。