Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.

Средняя скорость молекул

Содержание:

В физике выделяют 2 скорости, характеризующие движение молекул: средняя скорость движения молекул и средняя квадратичная скорость.

Средняя скорость движения молекул

Средняя скорость движения молекул называется также скоростью теплового движения молекул.

Определение 1

Формула средней относительной скорости молекул в физике представлена следующим выражением:

υotn=28kTπm0=2υ.

Нужна помощь преподавателя?
Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Средняя квадратичная скорость

Средняя квадратичная скорость движения молекул газа это следующая величина:

υkυ=1Ni=1Nυi2

Формулу средней квадратичной скорости можно переписать так:

υkυ2=0υ2Fυdυ.

Проводя интегрирование, аналогичное интегрированию при получении связи средней скорости с температурой газа, получаем:

υkυ=3kTm0=3RTμ

Именно средняя квадратичная скорость поступательного движения молекул газа входит в состав основного уравнения молекулярно-кинетической теории:

p=13nm0υkυ,

где n=NV – это концентрация частиц вещества, N – это количество частиц вещества, V – это объем.

Пример 1

Необходимо определить, как изменяется средняя скорость движения молекул идеального газа с увеличением давления в процессе, изображенном на графике (рисунок 1).

Средняя квадратичная скорость

Рисунок 1

Решение

Запишем выражение для средней скорости движения молекул газа следующим образом:

υ=8kTπm0

Из графика видно, что p~ρ или p=Cρ,  где C – это некоторая константа.

m0=ρn, p=nkT=CρkT=Cρn

Подставив m0=ρn, p=nkT=CρkT=Cρn в υ=8kTπm0, получаем:

υ=8kTπm0=8Cρπnnρ=8Cπ

Ответ: В процессе, представленном на графике, с увеличением давления средняя скорость движения молекул не меняется.

Пример 2

Можно ли найти среднюю квадратичную скорость молекулы идеального газа, если известно: давление газа (p), молярная масса газа (μ), а также концентрация молекул газа (n)?

Решение

Применим выражение для υkυ:

υkυ=3RTμ

Помимо этого, из уравнения Менделеева-Клайперона и зная, что mμ=NNA:

pV=mμRT=NNART.

Поделим правую и левую части pV=mμRT=NNART на V, и зная NV=n, получаем:

p=nNARTRT=pNAn

Подставляем p=nNARTRT=pNAn в выражение для среднеквадратичной скорости υkυ=3RTμ, получаем:

υkυ=3pNAμn

Ответ: По заданным в условии задачи параметрам среднеквадратичная скорость движения молекул газа вычисляется при помощи формулы υkυ=3pNAμn.

Навигация по статьям

Выполненные работы по физике
  • Физика

    Физика и музыкальное искусство. Заказ: 47159

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      10 мая 2017 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Законы физики в электроэнергетике. Заказ: 62646

    • Вид работы:

      Реферат

    • Выполнена:

      8 октября 2017 г.

    • Стоимость:

      400 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Выполнить тест в системе росдистант по физике по темам

    • Вид работы:

      Online помощь

    • Выполнена:

      22 мая 2017 г.

    • Стоимость:

      900 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Основы термодинамики кристаллов

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      19 мая 2017 г.

    • Стоимость:

      800 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    Физико-химические методы очистки техногенных стоков. Общий обзор.

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      4 февраля 2018 г.

    • Стоимость:

      1 000 руб

    Заказать такую же работу
  • Физика

    ЭСН и ЭО электромеханического цеха. Заказ: 566930

    • Вид работы:

      Курсовая

    • Выполнена:

      20 февраля 2017 г.

    • Стоимость:

      800 руб

    Заказать такую же работу
  • Не получается написать работу самому?

    Доверь это кандидату наук!