ສົມຜົນ MKT ພື້ນຖານແລະການວັດແທກອຸນຫະພູມ

ການສຶກສາຂອງຂະບວນການທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນລະບົບສະຖິຕິແມ່ນສັບສົນໂດຍຂະຫນາດເຂົ້ານ້ອຍສຸດແລະຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ particles. ມັນເປັນໄປບໍ່ໄດ້ທີ່ຈະພິຈາລະນາແຕ່ລະເມັດແຍກຕ່າງຫາກ, ດັ່ງນັ້ນຄ່າສະຖິຕິໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີ: ຄວາມໄວຂອງ particles, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງພວກເຂົາ, ມະຫາຊົນຂອງ particle ໄດ້. ສູດທີ່ລະບຸສະຖານະຂອງລະບົບທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສໍາລັບຕົວກໍານົດການຂອງກ້ອງຈຸລະທັດແມ່ນເອີ້ນວ່າສົມຜົນຂັ້ນພື້ນຖານຂອງທິດສະດີ molecular -ininetic ຂອງກ໊າຊ (MKT).

ມີພຽງເລັກນ້ອຍກ່ຽວກັບຄວາມໄວສະເລ່ຍຂອງເຂົ້າ

ການກໍານົດຄວາມໄວຂອງ particle ໄດ້ຖືກປະຕິບັດຄັ້ງທໍາອິດ. ຮູ້ຈາກປະສົບການຂອງໂຄງການໂຮງຮຽນ, ດໍາເນີນໂດຍ Otto Stern, ອະນຸຍາດໃຫ້ສ້າງຄວາມຄິດຂອງຄວາມໄວຂອງ particles ໄດ້. ໃນໄລຍະການທົດລອງ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງປະລໍາມະນູເງິນໃນຖັນຫມູນວຽນໄດ້ຖືກສຶກສາ: ທໍາອິດ, ຢູ່ໃນສະຖານະການຖາວອນຂອງການຕິດຕັ້ງ, ຫຼັງຈາກນັ້ນໃນເວລາທີ່ມັນ rotated ຢູ່ໃນຄວາມໄວຂອງ angular ສະເພາະໃດຫນຶ່ງ.

ດັ່ງນັ້ນ, ມັນໄດ້ພົບເຫັນວ່າຄວາມໄວຂອງ molecules ເງິນເກີນ ຄວາມໄວຂອງຄວາມໄວຂອງສຽງ ແລະ 500 m / s. ຄວາມຈິງແມ່ນຂ້ອນຂ້າງທີ່ຫນ້າສົນໃຈ, ເພາະວ່າມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຮູ້ຄວາມໄວຂອງ particles ໃນສານໃນບຸກຄົນ.

ກ໊າຊທີ່ສົມບູນແບບ

ສືບຕໍ່ການຄົ້ນຄວ້າແມ່ນເປັນໄປໄດ້ພຽງແຕ່ໃນລະບົບທີ່ສາມາດກໍານົດຕົວກໍານົດໂດຍການວັດແທກໂດຍກົງໂດຍນໍາໃຊ້ ເຄື່ອງມືທາງດ້ານຮ່າງກາຍ. ຄວາມໄວແມ່ນວັດແທກດ້ວຍຄວາມໄວລົມ, ແຕ່ຄວາມຄິດຂອງການຕິດຕັ້ງຄວາມໄວກັບຄວາມແຕກຕ່າງຂອງແຕ່ລະຄົນແມ່ນໂງ່. ຫນຶ່ງສາມາດວັດແທກໂດຍກົງພຽງແຕ່ຕົວກໍານົດການ macroscopic ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ motion ຂອງ particles.

ໃຫ້ພວກເຮົາພິຈາລະນາຄວາມກົດດັນອາຍແກັດ. ຄວາມກົດດັນຕໍ່ກໍາແພງຂອງເຮືອແມ່ນສ້າງຂື້ນໂດຍການຜະລິດໂມເລກຸນຂອງອາຍແກັສໃນເຮືອ. ຄວາມກັງວົນຂອງສະພາບຂອງກ້ວາງຂອງເລື່ອງແມ່ນຢູ່ໃນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ພຽງພໍກັບລະຫວ່າງ particles ແລະການພົວພັນຂອງເຂົາເຈົ້າຂະຫນາດນ້ອຍກັບກັນແລະກັນ. ນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານສາມາດວັດແທກຄວາມກົດດັນໄດ້ໂດຍກົງ.

ລະບົບໃດຫນຶ່ງຂອງອົງປະກອບການໂຕ້ຕອບແມ່ນສະແດງໂດຍພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງແລະພະລັງງານເຄື່ອນໄຫວຂອງການເຄື່ອນໄຫວ. ອາຍແກັສແທ້ແມ່ນລະບົບສະລັບສັບຊ້ອນ. ຄວາມບໍ່ສະຫງົບຂອງພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງບໍ່ສາມາດຖືກລະບົບ. ບັນຫາສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ໂດຍການນໍາສະເຫນີຕົວແບບທີ່ມີລັກສະນະລັກສະນະຂອງອາຍແກັສທີ່ເຮັດໃຫ້ຄວາມສັບສົນຂອງການພົວພັນກັນ.

ກ໊າຊທີ່ເຫມາະສົມແມ່ນສະຖານະຂອງເລື່ອງທີ່ການໂຕ້ຕອບຂອງ particles ແມ່ນບໍ່ຄ່ອຍຈະແຈ້ງ, ພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຂອງການໂຕ້ຕອບມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະສູນ. ເທົ່າທຽມພຽງແຕ່ພະລັງງານຂອງການເຄື່ອນໄຫວ, ເຊິ່ງຂຶ້ນກັບຄວາມໄວຂອງ particles ໄດ້, ສາມາດພິຈາລະນາທີ່ສໍາຄັນ.

ຄວາມກົດດັນອາຍແກັສທີ່ເຫມາະສົມ

ເພື່ອກໍານົດຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງຄວາມກົດດັນອາຍແກັສແລະຄວາມໄວຂອງ particles ຂອງມັນ, ສົມຜົນພື້ນຖານຂອງ MKT ຂອງກ໊າຊທີ່ເຫມາະສົມອະນຸຍາດໃຫ້. ສ່ວນ particle ເຄື່ອນຍ້າຍໃນເຮືອ, ເມື່ອ colliding ກັບກໍາແພງ, transmits ກັບມັນກໍາມະຈອນ, ຄວາມກວ້າງຂອງການທີ່ສາມາດກໍານົດບົນພື້ນຖານຂອງກົດຫມາຍທີສອງຂອງນິວຕັນ:

• Ft = 2m ₀ v _x

ການປ່ຽນແປງໃນຄວາມກົດດັນຂອງການເຂົ້າໃນຜົນກະທົບຂອງການຍືດຫຍຸ່ນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງໃນອົງປະກອບທາງນອນຂອງຄວາມໄວຂອງມັນ. F ແມ່ນແຮງທີ່ປະຕິບັດຢູ່ຂ້າງຂອງ particle ໃນຝາສໍາລັບເວລາສັ້ນ t; M ₀ ແມ່ນມະຫາຊົນຂອງ particle ໄດ້.

ມີພື້ນທີ່ດ້ານຫນ້າ S ສໍາລັບໄລຍະເວລາΔt, ທັງຫມົດຂອງກ໊າຊເຄື່ອນຍ້າຍໃນທິດທາງຂອງດ້ານທີ່ມີຄວາມໄວ v _x ແລະຕັ້ງຢູ່ໃນປ່ອງຂອງປະລິມານ S ù _x Δt collide. ໃນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ particle, ແທ້ເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງ molecules ຍ້າຍກັບກໍາແພງ, ເຄິ່ງຫນຶ່ງໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ.

ຫຼັງຈາກພິຈາລະນາການປະທ້ວງຂອງ particles ທັງຫມົດ, ພວກເຮົາສາມາດຂຽນກົດຫມາຍ Newton ສໍາລັບຜົນບັງຄັບໃຊ້ທີ່ສະແດງຢູ່ໃນເວັບໄຊດັ່ງກ່າວ:

• Ft = nm ₀ v _x ² St

ນັບຕັ້ງແຕ່ຄວາມກົດດັນອາຍແກັສຖືກກໍານົດວ່າອັດຕາສ່ວນຂອງຜົນກະທົບທີ່ຖືກກະຈາຍມຸມສາກໄປຫາຫນ້າດິນໃນຂອບເຂດຂອງພວກເຮົາ, ພວກເຮົາສາມາດຂຽນ:

• P = F: S = nm ₀ v _x ²

ການພົວພັນທີ່ໄດ້ຮັບຜົນເປັນສົມຜົນພື້ນຖານຂອງ MKT ບໍ່ສາມາດອະທິບາຍລະບົບທັງຫມົດ, ເນື່ອງຈາກວ່າມີພຽງແຕ່ການເຄື່ອນໄຫວໃນຫນຶ່ງທິດ.

Maxwell ການແຈກແຈງ

ການປະທ້ວງເລື້ອຍໆຂອງການກ໊າຊກ໊າຊທີ່ມີຝາແລະດ້ວຍກັນແລະກັນເຮັດໃຫ້ການຜະລິດສະຖິຕິຈໍານວນຫນຶ່ງໂດຍສະເພາະກ່ຽວກັບຄວາມໄວ (ພະລັງງານ). ທິດທາງຂອງ vectors ໄວຄວາມໄວທັງຫມົດຈະມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ເທົ່າທຽມກັນ. ການແຜ່ກະຈາຍນີ້ຖືກເອີ້ນວ່າການແຈກຈ່າຍ Maxwell. ໃນປີ 1860 ຮູບແບບນີ້ໄດ້ຖືກອະທິບາຍໂດຍ Maxwell ບົນພື້ນຖານຂອງ MKT. ຕົວກໍານົດການຕົ້ນຕໍຂອງກົດຫມາຍການແຜ່ກະຈາຍແມ່ນຄວາມໄວ: ອາດຈະເປັນຄ່າທີ່ສູງສຸດຂອງເສັ້ນໂຄ້ງແລະ rms v _square = √ 2 > ແມ່ນມວນຕົວກາງຂອງຄວາມໄວຂອງ particle.

ການເພີ່ມອຸນຫະພູມກ໊າຊແມ່ນເທົ່າກັບການເພີ່ມຂື້ນຂອງມູນຄ່າຂອງຄວາມໄວໄດ້.

ການດໍາເນີນການຈາກຄວາມຈິງທີ່ວ່າຄວາມໄວທັງຫມົດແມ່ນເທົ່າທຽມກັນແລະໂມດູນຂອງພວກເຂົາມີມູນຄ່າດຽວກັນ, ພວກເຮົາສາມາດສົມມຸດ:

• 2 > = x ² > + y ² > + z ² >, wherece: x ² > = 2 >: 3

ສະມະການ MKT ພື້ນຖານທີ່ຄິດໄລ່ຄ່າເສລີ່ຍຂອງຄວາມກົດດັນອາຍແກັດມີແບບຟອມ:

• P = nm ₀ 2 >: 3

ສາຍພົວພັນນີ້ແມ່ນເປັນເອກະລັກໃນການກໍານົດຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງຂະຫນາດຕົວກະພິບ: ຄວາມໄວ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຝຸ່ນແລະຄວາມກົດດັນກ໊າຊທັງຫມົດ.

ການນໍາໃຊ້ແນວຄວາມຄິດຂອງ ພະລັງງານຂອງ particles, ສົມຜົນພື້ນຖານຂອງ MKT ສາມາດໄດ້ຮັບການ rewritten ໃນວິທີການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ:

• P = 2nm ₀ : 6 = 2n k >: 3

ຄວາມກົດດັນອາຍແກັສແມ່ນອັດຕາສ່ວນເທົ່າກັບຄ່າເສລີ່ຍຂອງພະລັງງານທີ່ມີຊີວິດຂອງມັນ.

ອຸນຫະພູມ

ມັນເປັນສິ່ງທີ່ຫນ້າສົນໃຈທີ່ສໍາລັບການປ່ຽນແປງຂອງອາຍແກັສທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງຢູ່ໃນເຮືອທີ່ໃກ້ຊິດ, ມັນກໍ່ສາມາດທີ່ຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມກົດດັນອາຍແກັດແລະ ຄ່າເສລີ່ຍຂອງ ພະລັງງານຂອງການເຄື່ອນຍ້າຍເຂົ້າ. ການວັດແທກຄວາມກົດດັນສາມາດເຮັດໄດ້ໂດຍການວັດແທກພະລັງງານຂອງຝຸ່ນ.

ຂ້ອຍຄວນເຮັດແນວໃດ? ຄ່າທີ່ສາມາດປຽບທຽບກັບພະລັງງານທີ່ມີຊີວິດ? ຄ່າດັ່ງກ່າວແມ່ນອຸນຫະພູມ.

ອຸນຫະພູມແມ່ນວັດແທກຂອງສະພາບຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງສານ. ເພື່ອວັດແທກມັນ, ການນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ, ອີງຕາມ ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງ ເຫລວທີ່ເຮັດວຽກ (ເຫຼົ້າ, ແຮ່ທາດ) ດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ. ຂະຫນາດຂອງເຕັກໂນໂລຢີໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນໂດຍທົດລອງ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວເຄື່ອງຫມາຍແມ່ນຢູ່ເທິງມັນ, ສອດຄ່ອງກັບຕໍາແຫນ່ງຂອງຮ່າງກາຍທີ່ເຮັດວຽກພາຍໃຕ້ຂະບວນການທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ແນ່ນອນ, ທີ່ເກີດຂຶ້ນກັບສະພາບທີ່ບໍ່ປ່ຽນແປງ (ນ້ໍາຕົ້ມ, ນ້ໍາຕົ້ມ). thermometers ທີ່ແຕກຕ່າງກັນມີເກັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຕົວຢ່າງ, ຂະຫນາດຂອງ Celsius, Fahrenheit.

ຂະຫນາດອຸນຫະພູມິທົ່ວໂລກ

ສິ່ງທີ່ຫນ້າສົນໃຈຫຼາຍຂຶ້ນຈາກທັດສະນະຂອງຄວາມເປັນເອກະລາດຈາກຄຸນລັກສະນະຂອງນໍ້າທີ່ເຮັດວຽກສາມາດພິຈາລະນາຄວາມຮ້ອນຂອງອາຍແກັສ. ຂະຫນາດຂອງພວກເຂົາບໍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບປະເພດຂອງອາຍແກັສທີ່ໃຊ້. ໃນເຄື່ອງມືດັ່ງກ່າວ, ພວກເຮົາສາມາດຄິດໄລ່ອຸນຫະພູມທີ່ຄວາມກົດດັນຂອງອາຍແກັດມັກຈະສູນເສຍ. ການຄິດໄລ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄ່ານີ້ແມ່ນເທົ່າກັບ -273.15 ° C. ລະດັບອຸນຫະພູມ (ລະດັບອຸນຫະພູມຢ່າງແທ້ຈິງຫຼື Kelvin ຂະຫນາດ) ຖືກນໍາສະເຫນີໃນປີ 1848. ຈຸດຕົ້ນຕໍຂອງຂະຫນາດນີ້ໄດ້ຖືກປະຕິບັດເປັນອຸນຫະພູມທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງຄວາມກົດດັນກ໊າຊສູນ. ສ່ວນຂະຫນາດຫນ່ວຍແມ່ນເທົ່າກັບມູນຄ່າຫນ່ວຍບໍລິການຂອງຂະຫນາດ Celsius. ມັນສະດວກກວ່າທີ່ຈະຂຽນຮ່າງກາຍ MKT ພື້ນຖານໂດຍນໍາໃຊ້ອຸນຫະພູມ, ໃນເວລາທີ່ການສຶກສາວິທີການກ໊າຊ.

ສາຍພົວພັນຄວາມກົດດັນ - ອຸນຫະພູມ

ການທົດລອງ, ຫນຶ່ງສາມາດກວດພິສູດອັດຕາສ່ວນຄວາມກົດດັນຂອງອາຍແກັສກັບອຸນຫະພູມຂອງມັນ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ມັນໄດ້ພົບເຫັນວ່າຄວາມກົດດັນແມ່ນອັດຕາສ່ວນທີ່ກົງກັນກັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຝຸ່ນ:

• P = nkT,

ບ່ອນທີ່ T ແມ່ນອຸນຫະພູມຢ່າງແທ້ຈິງ, k ເປັນຄ່າຄົງທີ່ເທົ່າກັບ 1.38 • 10 ^-23 J / K.

ມູນຄ່າພື້ນຖານ, ເຊິ່ງມີມູນຄ່າຄົງທີ່ສໍາລັບທາດອາຍທັງຫມົດ, ແມ່ນເອີ້ນວ່າຄົງທີ່ Boltzmann.

ການປຽບທຽບ ຄວາມກົດດັນຂອງອຸນຫະພູມ ແລະສົມຜົນຂັ້ນພື້ນຖານຂອງທາດ MKT, ພວກເຮົາສາມາດຂຽນ:

• k > = 3kT: 2

ຄ່າເສລີ່ຍຂອງພະລັງວຽກເຄື່ອນໄຫວຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງໂມເລກຸນກ໊າຊແມ່ນສົມທຽບກັບອຸນຫະພູມຂອງມັນ. ນັ້ນແມ່ນອຸນຫະພູມທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ເປັນມາດຕະການຂອງພະລັງງານທີ່ມີຊີວິດຂອງການເຄື່ອນໄຫວຂອງ particle ໄດ້.