Interpretarea cinetico-moleculară a temperaturii

Formula fundamentală a teoriei cinetico-moleculare a gazelor

Formula fundamentală a teoriei cinetico-moleculare exprimă presiunea ca fiind proporţională cu energia cinetică medie a moleculelor.

Să revenim la ultima formă sub care am scris formula fundamentală a teoriei cinetico-moleculare a gazelor:

pV = (2/3)N · mv2/2 = (2/3)N · εc

unde factorul εc este energia cinetică medie a mişcării moleculare.

Energia cinetică medie a mişcării moleculare

Identificarea cu ecuaţia generală a gazelor duce la concluzia:

εc = 3/2 · R/NA · T = 3/2 · kB · T

v2 = √3RT/μ = √3kT/m

Constanta lui Boltzmann

Calculând raportul dintre constanta universală a gazelor (R) şi numărul lui Avogadro (NA) se obţine valoarea:

R/NA = kB = 1,3805 · 10-23 J/K

numită constanta lui Boltzmann. Ca şi presiunea, este parametru statistic având sens doar pentru sisteme alcătuite dintr-un număr foarte mare de constituenţi.

Interpretarea cinetico-moleculară a temperaturii

Temperatura absolută a gazului ideal

Temperatura absolută a gazului ideal este proporţională cu energia cinetică medie a mişcării de agitaţie moleculară.

Ea poate fi interpretată intuitiv ca mărimea ce descrie macroscopic intensitatea mişcării dezordonate de agitaţie moleculară.

Zero absolut

„Zero absolut”, originea scării temperaturii absolute, capăta semnificaţia unei stări caracterizate prin încetarea mişcării de agitaţie moleculară dezordonată.

În această stare energia mişcării de translaţie a moleculelor este nulă.

Energia cinetică a unei particule individuale a gazului

Unei particule individuale a gazului îi revine ca energie cinetică:

εc = 3/2 · kB · T

Principiul echipartiţiei energiei pe grade de libertate

Conform ipotezei privind caracterul total dezordonat al mişcării de agitaţie moleculară nici o direcţie de mişcare nu este privilegiată.

Astfel, fiecare particulă, a cărei poziţie este descrisă prin cele trei coordonate spaţiale independente după direcţiile Ox, Oy, Oz ale unui reper cartezian, are trei grade de libertate pentru mişcarea de translaţie fiecăruia revenindu-i energia cinetică medie:

εc/3 = (3/2 · kB · T)/3 = kBT/2

Astfel, pentru a preciza configuraţia unui sistem în spaţiu este necesar un număr de parametri independenţi. Numărul parametrilor independenţi se notează cu „i” şi este egal cu numărul gradelor de libertate.


Interpretarea cinetico-moleculară a temperaturii publicat: 2017-08-31T11:43:37+00:00, actualizat: 2017-08-31T11:43:37+00:00 by Colegiu.info