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आईसीबी और तापमान माप की बुनियादी समीकरण
सीखना सांख्यिकीय प्रणाली में होने वाली प्रक्रियाओं, कम से कम कण आकार जटिल है और उनमें से एक बड़ी संख्या है। अलग से विचार करें प्रत्येक कण लगभग असंभव है, इसलिए सांख्यिकीय मूल्यों दर्ज की जाती हैं: की औसत वेग कण, उनकी एकाग्रता, कण की बड़े पैमाने पर। फॉर्मूला सूक्ष्म पैरामीटर के साथ सिस्टम की स्थिति की विशेषताओं, गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत (आईसीबी) के मौलिक समीकरण कहा जाता है।
कणों की औसत वेग के बारे में एक छोटी सी
कणों का वेग का निर्धारण पहली बार प्रयोगात्मक के लिए किया गया। आयोजित ओटो Shternom पाठ्यक्रम प्रयोग से जाना जाता है, कण वेग की एक तस्वीर बनाने के लिए अनुमति दी। प्रयोग की जांच की गति द चांदी परमाणुओं में घूर्णन सिलेंडर: पहला स्थिर स्थापना, तो जब यह घूमता है पर एक निश्चित कोणीय वेग।
नतीजतन, यह पाया गया कि चांदी के अणुओं के वेग से अधिक ध्वनि की गति और 500 मीटर / s है। तथ्य यह है काफी रोचक है, क्योंकि इस तरह के गति के आंदोलन के कणों में पदार्थों एक व्यक्ति को लग रहा है मुश्किल।
आदर्श गैस
जारी रखने के लिए अध्ययन संभव ही में सिस्टम, का पैरामीटर जो परिभाषित प्रत्यक्ष मापन किया जा सकता है का उपयोग कर भौतिक उपकरणों। स्पीड स्पीडोमीटर मापा जाता है, लेकिन यह विचार एक स्पीडोमीटर संलग्न करने के लिए एक कण बेतुका है। सीधे केवल स्थूल कणों की गति से संबंधित पैरामीटर को मापने के।
बातचीत के दौरान शरीर के किसी भी प्रणाली संभावित ऊर्जा और गति की गतिज ऊर्जा की विशेषता है। रियल गैस - एक जटिल प्रणाली। संभावित ऊर्जा की परिवर्तनशीलता व्यवस्थापन खारिज कर देता है। समाधान मॉडल में प्रवेश करने के लिए, वाहक गैस की विशेषताओं बातचीत की जटिलता दूर स्वीप कर रहा है।
एक आदर्श गैस - इस मामले के एक राज्य में जो कणों की बातचीत न के बराबर है, बातचीत के संभावित ऊर्जा शून्य हो जाता है। यह कर सकते हैं केवल हो माना महत्वपूर्ण गतिज ऊर्जा है, जो पर निर्भर करता है कण वेग।
एक आदर्श गैस का दबाव
बताएं, रिश्ते के बीच गैस के दबाव और वेग द कणों की अनुमति देता है उसके मूल समीकरण MKT आदर्श गैस। एक कण एक पोत में आगे बढ़, दीवार के साथ टकराव में यह एक नाड़ी जिसका मान द्वितीय न्यूटन के कानून के आधार पर निर्धारित किया जा सकता पहुंचाता:
- FΔt = 2 एम 0 वी एक्स
इसकी गति की क्षैतिज घटक के परिवर्तन के साथ जुड़े लोचदार सदमे में कण गति बदल रहा है। एफ - बल एक संक्षिप्त समय टी के लिए दीवार पर कणों द्वारा लगाए; मीटर 0 - कण की बड़े पैमाने पर।
के साथ एक सतह क्षेत्र S के लिए टाइम .DELTA.t संपर्क वाले सभी गैस कणों चलती में दिशा द सतह पर एक गति वी एक्स और स्थित में सिलेंडर मात्रा Sυ एक्स Δt। कण एकाग्रता n वास्तव में आधा अणुओं दीवार से, दूसरी छमाही की ओर बढ़ता है - विपरीत दिशा में।
कणों की टक्कर माना करने के बाद हम बल मंच पर अभिनय के लिए न्यूटन कानून लिख सकते हैं:
- FΔt = एनएम 0 वी एक्स 2 SΔt
चूंकि गैस के दबाव है परिभाषित के रूप में अनुपात द बल अभिनय सीधा करने के लिए सतह, दी लास्ट क्षेत्र जा सकता है लिखित:
- पी = एफ: एस = एनएम 0 वी एक्स 2
एक बुनियादी आईसीबी के रूप में इस संबंध समीकरण पूरी प्रणाली, यानी एक ही दिशा में वर्णन कर सकते हैं। लालकृष्ण गति।
मैक्सवेल वितरण
दीवारों और कण वेग (ऊर्जा) की एक विशेष सांख्यिकीय वितरण की स्थापना के लिए एक दूसरे के नेतृत्व के साथ गैस के कणों के लगातार टकराव लगातार। वेग वैक्टर की दिशा समान रूप से होने की संभावना है। इस तरह के वितरण मैक्सवेल वितरण बुलाया गया है। 1860 में, इस पद्धति आईसीबी के तहत जे मैक्सवेल निकाला गया था। वितरण कानून का मुख्य मापदंडों गति कहा जाता है: शायद वक्र के अधिकतम मूल्य और मतलब वर्ग q v = √ <वी 2> से मेल खाती है - मतलब वर्ग कणों का वेग।
गैस तापमान में वृद्धि वृद्धि वेग मूल्यों से मेल खाती है।
तथ्य यह है कि सभी वेग के बराबर हैं, और उनके मॉड्यूल में एक ही अर्थ है के आधार पर, माना जा सकता है:
- <वी 2> = <वी एक्स 2> + <वी y 2> + <वी जेड 2> जहां: <वी एक्स 2> = <वी 2> 3
गैस के दबाव के औसत मूल्यों के साथ बुनियादी समीकरण MKT रूप ले लेता है:
- पी = एनएम 0 <वी 2> 3।
एक पूरे के रूप कण, कण घनत्व और गैस के दबाव की गति, बड़े पैमाने पर: इस संबंध में यह सूक्ष्म मापदंडों के बीच संबंधों को परिभाषित करता है कि अद्वितीय है।
की अवधारणा का उपयोग करते हुए की गतिज ऊर्जा कण, बुनियादी समीकरण MKT फिर से लिखा जा सकता है:
- पी = 2nm 0 <वी 2> 6 = 2n <ई करने के लिए>: 3
गैस के दबाव अपने कणों की गतिज ऊर्जा का मतलब मूल्य के लिए आनुपातिक है।
तापमान
ऐसा नहीं है कि बंद के बर्तन में गैस की एक ही राशि के लिए गैस के दबाव और लिंक कर सकते हैं दिलचस्प है के औसत मूल्य कणों की गति की ऊर्जा। जिसमें दबाव माप कणों की ऊर्जा को मापने के द्वारा किया जा सकता है।
कैसे प्रवेश करने के लिए? क्या गतिज ऊर्जा की राशि के साथ तुलना की जा सकती? यह मूल्य है तापमान।
यूनिवर्सल तापमान रेंज
शरीर के काम करने के गुण की स्वतंत्रता के मामले में और अधिक दिलचस्प एक गैस थर्मामीटर के रूप में माना जा सकता है। उनके पैमाने इस्तेमाल किया गैस के प्रकार पर निर्भर नहीं करता है। ऐसे में एक डिवाइस परिकल्पित तापमान जिस पर गैस शून्य दबाव जाता भेद कर सकते हैं। गणना है कि इस मूल्य -273.15 डिग्री सेल्सियस तापमान रेंज (पूर्ण तापमान पैमाने या केल्विन पैमाने) से मेल खाती है 1848 वर्ष में शुरू की गई थी दिखाते हैं। इस पैमाने का मुख्य बिंदु के लिए शून्य दबाव गैस के संभावित तापमान ले लिया। स्केल इकाई अंतराल इकाई मूल्य सेल्सियस के बराबर। रिकार्ड बुनियादी आईएलसी तापमान का उपयोग कर समीकरण गैस प्रक्रियाओं का अध्ययन करने में और अधिक सुविधाजनक है।
संचार के दबाव और तापमान
अनुभव एक सुनिश्चित गैस के दबाव है आनुपातिक के लिए अपने तापमान। एक ही समय में पाया गया कि दबाव सीधे कणों की एकाग्रता के लिए आनुपातिक है:
- पी = NKT,
जहां टी - पूर्ण तापमान, k-निरंतर बराबर 1.38 • 10 -23 जम्मू / कश्मीर के लिए
मौलिक मूल्य सभी गैसों के लिए एक स्थिर मान रही है, बोल्ट्जमान निरंतरता कहा जाता है।
तुलना तापमान के दबाव निर्भरता और गैस आईसीबी बुनियादी समीकरण लिखा जा सकता है:
- 2: = 3kT <करने के लिए ई>
गैस के अणुओं गति की गतिज ऊर्जा के औसत मान अपने तापमान के लिए आनुपातिक है। यही कारण है कि तापमान कणों की गति की गतिज ऊर्जा का एक उपाय है, है।
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