Page 8 - 6375
P. 8
2. У довільному досить малому об’ємі газу, до якого можна застосувати результати
молекулярно-кінетичної теорії, міститься дуже велика кількість молекул. В таких системах
виникають нові статистичні, ймовірнісні закономірності, яких не було в системах з малою
кількістю частинок. Суть цих закономірностей зводиться до того, що в ідеальному газі
існують певні найбільш ймовірні розподіли молекул за енергіями, координатами, імпульсами
та ін.
3. Зіткнення молекул між собою та з стінками посудини відбуваються за законами
пружних ударів.
4. Інтервали часу між зіткненнями значно більші, ніж час самих зіткнень. Зважаючи
на це, в проміжках між зіткненнями молекули в газі рухаються прямолінійно і рівномірно.
5. При відсутності зовнішніх сил молекули газу розподілені рівномірно в усьому
об’ємі.
6. Напрями швидкостей молекул газу в рівноважному стані розподілені хаотично,
тобто всі напрями в газі рівноймовірні.
Тепловий рух, по-перше – це рух великого колективу частинок, по-друге, він
хаотичний. Ці дві його ознаки – масовість об’єктів і хаотичність їх руху – якісно відрізняють
тепловий рух від механічної форми руху.
Чим більш розріджений газ, тим він ближчий за своїми властивостями до ідеального.
Деякі гази, такі як повітря, азот, кисень, а особливо гелій і водень, при кімнатній температурі
і атмосферному тиску дуже близькі до ідеального газу. Але, якщо ці ж гази помістити в
посудину під високим тиском при низьких температурах, то їх властивості різко
відрізнятимуться від властивостей ідеального газу, тобто поведінка цих газів
підкорятиметься законам реальних газів.
13.2. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеальних газів. Тиск газу
на стінки посудини є результатом ударів молекул газу при численних зіткненнях їх із
стінками посудини. При кожному ударі молекула газу діє на стінку з певною силою.
Протилежно напрямлена сила, з якою діє стінка посудини на молекулу, змушує її відбитися
від стінки.
Знайдемо тиск газу на стінку посудини. Вважатимемо, що молекули газу, який
знаходиться в посудині, однакові. Взагалі їхні швидкості різні як за величиною, так і за
напрямом. Поділимо всі молекули на групи так, щоб в кожній групі молекули в даний
момент часу мали однакові швидкості за величиною і за напрямом. Нехай молекули -ї групи
мають швидкість і їх в одиниці об’єму є кількість . Виділимо на стінці посудини
елементарну площадку ∆, у напрямі до якої рухаються молекули -ї групи (рис. 1).
Знайдемо кількість молекул цієї групи, що зазнали зіткнень з площадкою ∆ за час . З
площадкою ∆ зіткнеться половина молекул -ї групи, які знаходяться в об’ємі циліндра з