Презентация по физике на тему " Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов " ( 10 класс)

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов
Выполнила: Андриевская Милена

Вступительные слова
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов связывает макроскопический параметр газа — давление — с параметрами молекул. Рассмотрим кратко вывод этого уравнения.

Основные положения МКТ
Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) описывает тепловые явления на основе положений о строении вещества. Таких положений три:
все вещества состоит из мельчайших частиц-молекул;
молекулы находятся в постоянном хаотическом движении;
частицы могут взаимодействовать друг с другом.
В зависимости от скорости движения молекул и от вида их взаимодействий, вещества находятся в различном температурном и агрегатном состоянии.

Рис. 1. Молекулярно-кинетическая теория.

Давление идеального газа
Одним из объектов, который хорошо описывается с помощью МКТ, является идеальный газ.
В идеальном газе молекулы представляют собой материальные точки, которые хаотически движутся в предоставленном объеме, сталкиваясь друг с другом и со стенками сосуда. Столкновения абсолютно упруги, и других взаимодействий между молекулами нет.

Рис. 2. Идеальный газ.

Учитывая основные положения МКТ газов, становится возможным связать величину давления с параметрами его молекул. В упрощенном виде ход рассуждений будет таким.
Для определения давления учтем, что, если средняя скорость молекулы равна , то импульс, переданный ею при абсолютно упругом ударе о стенку сосуда, равен
∆𝒑=𝟐𝒎| v ср |

Если концентрация молекул равна n , то количество ударов молекул о стенку сосуда площадью , то количество ударов молекул о стенку сосуда площадью  S за время t равно

Z = n |v ср | st
А полный импульс силы, подействовавший на стенку, равен:
Ft = 2 m 0 |v ср | Zt

Из двух последних формул найдем силу:

Поскольку в ударах о стенку сосуда участвовали лишь молекулы, имеющие составляющую скорости, перпендикулярную стенке и направленную в ее сторону, то в среднем импульс передавала только одна шестая молекул (в трехмерном пространстве молекулы могут двигаться в шести направлениях). Следовательно, среднее значение силы в шесть раз меньше полученного значения

Поделив полученное значение силы на площадь, получим создаваемое ею давление:

Полученная формула — это и есть основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.
Иногда основное уравнение МКТ записывается с использованием средней кинетической энергии молекулы. Средняя кинетическая энергия равна:

Выражая среднеквадратичную скорость из этой формулы и подставляя ее в предыдущую, получим:

Давление идеального газа пропорционально концентрации и средней кинетической энергии молекулы

Спасибо за внимание