Genomsnittlig kinetisk energi

Kinetisk energi är den energi som bestäms av rörelseshastigheten hos de olika punkterna som hör till detta system. I det här fallet är det nödvändigt att skilja mellan den energi som kännetecknar den translatoriska rörelsen och rotationsrörelsen. I detta fall är den genomsnittliga kinetikenergin den genomsnittliga skillnaden mellan hela energin i hela systemet och dess resten energi, det vill säga i huvudsak är dess magnitud medelvärdet för den potentiella energin.

Dess fysiska värde bestäms av formeln 3/2 kT, som betecknar: T - temperatur, k - Boltzmann konstant. Detta värde kan fungera som ett slags kriterium för jämförelse (en standard) för energier som finns i olika typer av termisk rörelse. Exempelvis är den genomsnittliga kinetiska energin för gasmolekyler i studien av translationell rörelse 17 (-10) nJ vid en gastemperatur på 500 ° C. Som regel har elektroner den största energin i translationell rörelse och energin hos neutrala atomer och joner är mycket mindre.

Denna kvantitet, om vi anser någon lösning, gas eller vätska, som är vid en given temperatur, har ett konstant värde. Detta uttalande gäller också för kolloidala lösningar.

Något är annorlunda med fasta ämnen. I dessa ämnen är den genomsnittliga kinetiska energin hos någon partikel för liten för att övervinna krafterna för molekylär attraktion, och därför kan den bara röra sig runt en punkt som villkorligt fixar ett visst jämviktsläge för partikeln under en lång tidsperiod. Denna egenskap och låter den fasta substansen vara tillräckligt stabil i form och volym.

Om vi betraktar förhållanden: translationell rörelse och idealisk gas, är den genomsnittliga kinetiska energin inte en kvantitet som är beroende av molekylmassan och definieras därför som ett värde som är direkt proportionellt mot värdet av den absoluta temperaturen.

Alla dessa bedömningar har vi gett för att visa att de är giltiga för alla typer av sammanlagda tillståndsställningar - i någon av dem fungerar temperaturen som huvudkarakteristiken som återspeglar dynamiken och intensiteten i elementens termiska rörelse. Och detta är kärnan i molekylär-kinetisk teori och innehållet i begreppet termisk jämvikt.

Såsom är känt, om två fysiska kroppar kommer i samverkan med varandra, uppstår en värmeväxlingsprocess mellan dem. Om kroppen är ett slutet system, det vill säga det inte interagerar med några kroppar, så kommer dess värmeväxlingsprocess att vara så länge som det tar att utjämna temperaturen i denna kropp och miljö. Ett sådant tillstånd kallas termodynamisk jämvikt. Denna slutsats bekräftades upprepade gånger av resultaten av experimenten. För att bestämma den genomsnittliga kinetiska energin bör man referera till egenskaperna hos temperaturen hos en given kropp och dess värmeöverföringsegenskaper.

Det är också viktigt att överväga att mikroprocesser inom kropparna inte slutar ens när kroppen kommer in i termodynamisk jämvikt. I detta tillstånd rör molekylerna, förändras i deras hastigheter, påverkningar och kollisioner inuti kropparna. Därför är endast en av flera av våra uttalanden sanna: kroppens volym, trycket (om det är en gas) kan skilja sig, men temperaturen kommer fortfarande att vara konstant. Detta bekräftar återigen påståendet att den genomsnittliga kinetiska energin för termisk rörelse i isolerade system bestäms uteslutande av temperaturindexet.

Detta mönster grundades i Charles 'försök 1787. När han utförde experiment märkte han att när kropparna (gaserna) värms upp med samma mängd, förändras deras tryck i enlighet med en direkt proportionell lag. Denna observation gjorde det möjligt att skapa många användbara instrument och saker, i synnerhet en gastermometer.