Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 305. Jak daleko są od siebie cząsteczki gazu?

Gazy. Teoria kinetyczno-molekularna. Opis statystyczny gazu. Założenia teorii kinetyczno-molekularnej.

Jak daleko są od siebie cząsteczki gazu w warunkach normalnych? Warunki normalne to:
ciśnienie 101325Pa;
temperatura 0 stopni Celsjusza, czyli 273 kelwiny.

W warunkach normalnych 1 mol gazu doskonałego zajmuje objętość 0,02214 metra sześciennego. Z drugiej strony 1 mol to 6,022 razy 10 do 23 potęgi cząsteczek.

Jak daleko są od siebie cząsteczki gazu?
Dlaczego gaz daje się łatwo sprężać? Dlaczego w gazie jest luźno?

Jednym z modeli wykorzystywanych w fizyce jest model gazu doskonałego. W modelu tym zakładamy, że cząsteczki (molekuły) gazu mają rozmiary zaniedbywalnie małe – traktować możemy je jako punkty materialne.

Innym, związanym z poprzednim, założeniem jest nieuwzględnianie oddziaływań między oddalonymi cząsteczkami.

Zadanie

Jak daleko są od siebie cząsteczki gazu w warunkach normalnych? Warunki normalne to:
ciśnienie 101325Pa;
temperatura 0 stopni Celsjusza, czyli 273 kelwiny.

W warunkach normalnych 1 mol gazu doskonałego zajmuje objętość 0,02214 metra sześciennego. Z drugiej strony 1 mol to 6,022 razy 10 do 23 potęgi cząsteczek.

Wszystkie cząsteczki gazu są w nieustannym, chaotycznym ruchu, nie istnieje więc fizycznie sytuacja, by cząsteczki były dokładnie równomiernie rozmieszczone w jakiejś objętości. Charakteryzowanie pewnej objętości gazu przez podanie wielkości opisujących poszczególne cząsteczki gazu też jest nierealne. Do opisu gazów wybieramy wielkości statystyczne – charakteryzujące średnie wartości pewnych wielkości.

Średnia odległość między cząsteczkami gazu może świetnie scharakteryzować luz występujący między cząsteczkami gazu, a zatem ściśliwość gazu.

Średnia objętość przypadająca na jedną cząsteczkę gazu doskonałego to iloraz objętości 1 mola przez ilość cząsteczek w jednym molu. Objętość przypadającą na jedną cząsteczkę potraktujemy jako objętość kuli o promieniu równym połowie odległości między środkami dwóch sąsiednich cząsteczek.

WYPROWADZENIE ZALEŻNOŚCI NA ŚREDNI ODSTĘP MIĘDZY CZĄSTECZKAMI.






Atom wodoru ma promień równy około 5,3 razy 10 do potęgi -11 metra, inaczej 53 pikometra. Wodór występuje w normalnych warunkach w postaci cząsteczek dwuatomowych. Przy założeniu, że cząsteczka wodoru ma promień dwa razy większy niż atom wodoru (założenie – przybliżenie w górę) otrzymamy na luz między cząsteczkami dużą wartość – między dwiema sąsiednimi cząsteczkami w gazie zmieściłoby się jeszcze 20 cząsteczek.

OBLICZENIA LUZU MIĘDZY CZĄSTECZKAMI



305.6-2009.03.23