Распределение скоростей в газе    

    Распределение скоростей в газеМолекулы в газе при одинаковой температуре не все движутся с одинаковой скоростью. Существует распределение молекул по скоростям, как показано на рисунке, где n — число молекул, движущихся с данной скоростью v. Очевидно, что увеличение температуры повышает среднюю кинетическую энергию молекул. Результатом этого является увеличение скоростей молекул.

    Непрерывная линия представляет распределение скорости при более высокой температуре в отличие от штриховой линии для того же газа. В единице объема газа при нормальном давлении присутствуют миллиарды молекул, и было бы правильным допустить, что в каждый данный момент в каждом отдельном направлении движутся равные их числа. Таким образом, если определенное число молекул движется с некоторой скоростью v в одном направлении, то существует равное число молекул, движущихся с той же скоростью в противоположном направлении. Важно не путать скалярную и векторную скорости.

    Распределение молекул в газе по скоростямВекторная скорость зависит от направления, и поэтому средняя векторная скорость вдоль этой определенной линии равна нулю. Это относится и ко всем другим направлениям, и поэтому средняя векторная скорость молекул газа равна нулю.

    Скалярная скорость не зависит от направления движения, и поэтому возможно говорить о средней скалярной скорости этих молекул. Вы можете задаться вопросом, имеют ли молекулы различных газов при одинаковой температуре одинаковую скалярную скорость. Ответ — нет! Различные газы при одинаковой температуре имеют одинаковую среднюю кинетическую энергию молекул. Представив, что каждый газ содержит одинаковое число молекул n, можно записать:

    1/2 nm1 v21  = 1/2 nm2 v22

    или

    1/2 m1 v2 = 1/2 m2 v22

    Если m1 больше m2, то, следовательно, v21 будет меньше v22.

    Примечание, v22 - это средняя квадратичная скорость, и она не равна квадрату средней скорости. Вместе с тем средняя скалярная скорость более легкого газа будет больше средней скалярной скорости более тяжелого газа при той же температуре.

    Теперь проверить свои знания  по предмету вы можете пройдя онлайн тесты по физике на нашем сайте.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved