Информационная карта по физике. 10 класс. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
материал по физике (10 класс) на тему

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МКТ

Идеальный газ

Идеальный газ - это физическая модель газа, взаимодействие между молекулами которого пренебрежительно мало.

- вводится для математического описания поведения газов.  

Реальные разреженные газы ведут себя как идеальный газ.  

Свойства идеального газа:  

- взаимодействие между молекулами пренебрежительно мало

- расстояние между молекулами много больше размеров молекул

- молекулы - это упругие шары

- отталкивание молекул возможно только при соударении

- движение молекул - по законам Ньютона

- давление газа на стенки сосуда - за счет ударов молекул газа  

Скорость молекул газа  

В теории газов скорость молекул принято определять через среднее значение квадрата скорости молекул.  

Хотя скорости различных молекул сильно отличаются друг от друга, но среднее значение квадрата скорости молекул есть величина постоянная.  

Формула для расчёта среднего значения квадрата скорости молекул газа:

где

n - число молекул в газе

v - модули скоростей отдельных молекул в газе  

В теории газов часто используется понятие кинетической энергии молекул.

Используя среднее значение квадрата скорости молекул, получаем формулу для определения средней кинетической энергии молекул:

Основное уравнение МКТ газа

Основное уравнение МКТ связывает микропараметры частиц ( массу молекулы, среднюю кинетическую энергию молекул, средний квадрат скорости молекул) с макропараметрами газа (р - давление, V - объем, Т - температура).  

Давление газа на стенки сосуда пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы.  

Ниже приведены различные выражения для основного уравнения МКТ:  

где  

р - давление газа на стенки сосуда (Па)  

n - концентрация молекул, т.е. число молекул в единице объема (1/м3)

  - масса молекулы (кг)

 - средний квадрат скорости молекул (м2/с2)  

ρ - плотность газа (кг/м3)

 - средняя кинетическая энергия молекул (Дж)  

Давление идеального газа на стенки сосуда зависит от концентрации молекул и пропорционально средней кинетической энергии молекул.

Формула для расчёта концентрации молекул:

где    

N - число молекул газа

V - объем газа (м3)  

Формула для расчёта плотности газа:

где  

 - масса молекулы (кг)

n - концентрация молекул (1/м3)