Абсолютная шкала температур

Вспомним один из вариантов записи основного уравнения МКТ P=2nE/3.

Преобразуем его p=2NE/3V

pV/N=2E/3 (_*)

Если вспомнить, что N=mN_A/M, то видим, что в правой части уравнения (_*) содержаться легко измеряемые макропараметры. Вычислив это соотношение для разных газов можно убедиться, что оно не зависит ни от массы, ни от объема, ни от давления, а зависит только от температуры газа. Следовательно, pV=Θ,

[Θ]=1 Дж

Θ=kT

Т.е. p=NkT/V

P=nkT - еще одна форма записи основного уравнения МКТ.

k=1,38*10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана.

Объединим это уравнение с P=2nE/3 и получим

Температура – мера средней кинетической энергии.

Е=3kT/2

Т – абсолютная температура (не зависит от вещества, используемого для измерения температуры).

При Т=0 кинетическая энергия поступательного движения молекул равна нулю.

Абсолютный нуль недостижим!

Так как р>0, V>0, N>0, то Т>0.

[T]=1 K (кельвин)

1К=1^оС

Т=t+273

t=T-273

Скорость молекул газа.

v=√3kT/m₀ - средняя квадратичная скорость молекул газа.

v=√3kN_AT/M.

Опытное определение скоростей движения молекул паров серебра впервые был проведен в 1920 г Штерном.

Из стеклянного цилиндра Е выкачивался воздух (рис. 5). Внутри этого цилиндра помещался второй цилиндр Д, имеющий с ним общую ось О. Вдоль образующей цилиндра Д имелся прорез в виде узкой щели С. По оси протягивалась посеребренная платиновая проволока, по которой можно было пропускать ток. При этом проволока раскалялась и серебро с ее поверхности обращалось в пар. Молекулы паров серебра разлетались в различные стороны, часть их проходила через щель С цилиндра Д и на внутренней поверхности цилиндра Е получался налет серебра в виде узкой полоски. На рис. 5 положение полоски серебра отмечено буквой А.

Когда вся система приводилась в очень быстрое движение таким образом, что проволока являлась осью вращения, то полоска А на цилиндре Е получилась смещенной в сторону, т.е. например, не в точке А, а в точке В. Это происходило потому, что пока молекулы серебра пролетали путь СА, точка А цилиндра Е успевала повернуться на расстояние АВ и молекулы серебра попадали не в точку А, а в точку В.

Налет серебра на стенке цилиндра Д получался размытым, что подтверждало наличие различных скоростей движения молекул.

Уравнение состояния идеального газа.

Уравнение, связывающее p, V, T, характеризующее состояние данной системы газа, называется уравнением идеального газа.

pV=mRT/M - уравнение Менделеева – Клайперона (для произвольной массы газа).

R=N_Ak=8,31Дж/К*моль - универсальная газовая постоянная.

При так называемых нормальных условиях:

р₀=10⁵ Па

Т₀=273 К

V₀=22,4^.10^-3 м³/моль.

p₁V₁/T₁=p₂V₂/T₂=const- уравнение Клайперона (для m=const).

Изопроцессы.

Изотермический (закон Бойля – Мариотта) 1662 г., 1667 г.	Изобарный (закон Гей-Люссака) 1802 г.	Изохорный (закон Шарля) 1787 г.
T, m, M = const	p, m, M = const	V, m, M = const
pV=const	V/T=const	p/T=const
p1V1 = p2V2	V1/T1=V2/T2	p1/T1=p2/T2
Произведение давления данной массы газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется.	Объем данной массы газа при постоянном давлении пропорционален температуре.	Давление данной массы газа при постоянном объеме пропорционально температуре.
Изотермы	Изобары	Изохоры