§ 25. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
идеальных газов
Пусть в сосуде объемом V находится идеальный газ массой m, состоящий из N молекул массой m0, движущихся с одинаковыми скоростями v. Концентрация молекул в газе по определению .
Если при соударении со стенками за время элементарной площадке в стенки сосуда передается импульс
, то давление газа, оказываемое им на стенки сосуда
.
При каждом соударении молекула, движущаяся перпендикулярно стенке, передает ей импульс . В среднем по направлению к стенке движется 1/6 часть всех молекул. Если рассмотреть три взаимно перпендикулярные оси, то в среднем только 1/3 молекул движется вдоль одной из осей и только половина из них ½(1/3) вдоль данного направления. Поэтому, за время площадки достигнут
молекул и передадут ей импульс
n
.
Давление, оказываемое газом на стенку сосуда .
Если скорости молекул различны, то необходимо использовать среднюю квадратичную скорость.
- основное уравнение МКТ идеальных газов. (25.1)
С учетом соотношений и следует:
N
.
,
где использовано и
.
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы идеального газа:
=
. (25.2)
Отсюда следует, что при Т= 0К, = 0 – прекращается движение молекул газа.
Молекулярно-кинетическое толкование температуры: термодинамическая температура – есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа.