Gjennomsnittlig kinetisk energi

Den kinetiske energien erenergi, som bestemmes av bevegelseshastigheten av forskjellige punkter som tilhører dette systemet. I dette tilfellet er det nødvendig å skille mellom energien som karakteriserer translasjonsbevegelsen og rotasjonsbevegelsen. Samtidig er den gjennomsnittlige kinetiske energien - er den gjennomsnittlige forskjellen mellom den totale energien i hele systemet og dets hvile energi, det vil si i hovedsak er det en gjennomsnittlig verdi på den potensielle energien.

Dens fysiske verdi bestemmes av formelen 3/ 2 kT, som betyr: T er temperaturen, k er Boltzmann-konstanten. Denne verdien kan tjene som et slags kriterium for sammenligning (en standard) for energier som er innelukket i forskjellige typer termisk bevegelse. For eksempel, den midlere kinetiske energi av gassmolekylene i studiet av translatorisk bevegelse, er 17 (- 10) nJ ved en gasstemperatur på 500 C. Som en regel, ved det høyeste energi elektronene har en translatorisk bevegelse, men energien av ioner og nøytrale atomer og betydelig mindre.

Denne verdien, hvis vi vurderer noen løsning, gass eller væske, som er ved en gitt temperatur, har en konstant verdi. Denne erklæringen gjelder også for kolloidale løsninger.

Noe annet er tilfellet med solidstoffer. I disse stoffene, den midlere kinetiske energi av alle partiklene er for små til å overvinne kreftene av molekylær tiltrekning, men fordi det bare kan gjøre bevegelsen rundt et visst punkt, som er konvensjonelt fanger viss likevektsstilling av en partikkel over en lang tidsperiode. Denne egenskapen og gjør det faste stoffet tilstrekkelig stabilt i form og volum.

Hvis vi vurderer betingelsene: translasjonsbevegelse og ideell gass, så er den gjennomsnittlige kinetiske energien ikke en mengde som er avhengig av molekylmassen, og er derfor definert som en verdi som er direkte proporsjonal med verdien av den absolutte temperaturen.

Alle disse dommene vi har laget medviser at de er gyldige for alle typer aggregattilstander - i noen av dem virker temperaturen som hovedkarakteristikken som reflekterer dynamikken og intensiteten til elementets termiske bevegelse. Og dette er kjernen i molekylær-kinetisk teori og innholdet i begrepet termisk likevekt.

Som kjent, hvis to fysiske kropper kommeri samspill med hverandre oppstår en varmevekslingsprosess mellom dem. Hvis kroppen er et lukket system, det betyr at det ikke samhandler med noen kropper, så vil varmevekslingsprosessen vare så lenge det tar å utjevne temperaturene i denne kroppen og miljøet. En slik tilstand kalles termodynamisk likevekt. Denne konklusjonen ble gjentatte ganger bekreftet av resultatene av forsøkene. For å bestemme den gjennomsnittlige kinetiske energien, bør man henvise til egenskapene til temperaturen til en gitt kropp og dens varmevekslingsegenskaper.

Det er også viktig å ta i betraktning at mikroprosessene inneKroppen slutter ikke selv når kroppen går inn i en termodynamisk likevekt. I denne tilstanden beveger molekylene seg, endrer seg i deres hastigheter, påvirkninger og kollisjoner inne i kroppene. Derfor er bare en av flere av våre uttalelser fornøyd: Volumet av kroppen, trykket (hvis det er en gass) kan variere, men temperaturen vil fortsatt forbli konstant. Dette bekrefter igjen påstanden om at den gjennomsnittlige kinetiske energien til termisk bevegelse i isolerte systemer bestemmes utelukkende av temperaturindeksen.

Dette mønsteret ble etablert i løpet av eksperimenter av J. Charles i 1787. Mens han gjennomførte eksperimenter, la han merke til at når kroppene (gassene) blir oppvarmet med samme mengde, endres deres trykk i samsvar med en direkte proporsjonal lov. Denne observasjonen gjorde det mulig å skape mange nyttige enheter og ting, spesielt et gasstermometer.