STRUKTURA A VLASTNOSTI LÁTEK

PLYNY

Teplota a tlak plynu z hlediska molekulové fyziky

A) TEPLOTA PLYNU

Z praxe víme:

zvyšujeme-li teplotu plynu, zvyšuje se rychlost jeho molekul a tím se zvyšuje i vK.

Přesné vyjádření závislosti vK na teplotě (vyplývající z teorie):

k ... BOLTZMANNOVA KONSTANTA

k = 1,38 . 10-23 J.K-1

m0 ... hmotnost 1 molekuly

Střední EK 1 molekuly:

Potom po dosazení:

Z výrazu plyne:

E0 ~ T

Důsledek: 

2 plyny mají stejnou T, potom mají stejnou E0

B) TLAK PLYNU

Z praxe víme:

molekuly plynu konají chaotický neuspořádaný pohyb (mají různou rychlost).

Myšlenkový experiment:

Plyn v nádobě,

Počet i rychlost molekul narážejících na stěnu nádoby se s časem vlivem neuspořádaného a chaotického pohybu  mění.

Tlak plynu působící na stěny nádoby s časem kolísá kolem určité střední hodnoty.

Tento jev nazýváme FLUKTUACE TLAKU.

Přesné vyjádření závislosti vK na tlaku (vyplývající z teorie):

p ... tlak plynu

N ... počet molekul

V ... objem nádoby


m0 ... hmotnost jedné molekuly

vK2 ... střední kvadratická rychlost

N / V ... hustota molekul plynu

Navíc platí:

A po úpravách:

Z výrazu plyne:

p ~ EO

Důsledek:

Tlak ideálního plynu je přímo úměrný střední kinetické energii posuvného pohybu molekul plynu jednotkového objemu.

ÚLOHY

ÚLOHA 1:

Určete střední kvadratickou rychlost molekul kyslíku O2 při teplotě 132 °C.

(562 m/s)

ÚLOHA 2:

Při které teplotě je střední kvadratická rychlost molekul oxidu uhličitého 720 km × h–1?

(-202 °C)