Page 11 - 6375

13.3. Молекулярно-кінетичне тлумачення тиску і температури. Основне

рівняння молекулярно-кінетичної теорії газів дає статистичне тлумачення тиску газу та
температури. Тиск газу визначається середньою кінетичною енергією його молекул.

Зважаючи на це, немає ніякого сенсу говорити про тиск однієї або кількох (мале число)

молекул. Поняття тиску має статистичний характер.
З основного рівняння молекулярно-кінетичної теорії (5) випливає, що при =

( = /, де число молекул у посудині об’ємом ) тиск газу визначається середньою
0
кінетичною енергією молекул. З досліду відомо, що при = тиск можна змінити
тільки нагріванням або охолодженням газу, тобто зміненням його температури. Отже, між

температурою та середньою кінетичною енергією молекул повинен існувати певний зв’язок.
Відомо, що температура характеризує теплову рівновагу тіл.

При переході до рівноважного стану системи градієнти тисків, температури
внаслідок потоків маси та теплоти вирівнюються, якщо, звичайно, вони штучно не

підтримуються за допомогою теплонепроникних перегородок, газонепроникних стінок тощо.

Перехід системи з нерівноважного стану в рівноважний називають процесом релаксації,
причому для вирівнювання кожного параметра існує свій характерний час – час релаксації.

За повний час релаксації, очевидно, треба взяти максимальний час відповідного процесу

релаксації.

Рисунгк 2 – Рух поршня у циліндрі.

Розглянемо докладніше зміст поняття температури. Візьмемо теплоізольований

циліндр з ідеальним газом, в якому встановився стан теплової рівноваги (температура в усіх
точках об’єму газу однакова). Для наочності помістимо в циліндр без порушення рівноваги

рухомий поршень, який поділить об’єм газу на дві частини (рис. 2а). У рівноважному стані
поршень перебуватиме в стані спокою. Це означає, що в рівноважному стані не тільки

температура, а й тиск з обох сторін поршня однакові. Тоді згідно з (5) маємо