Comment calculer la vitesse de la température

December 21

Comment calculer la vitesse de la température
des atomes ou des molécules de gaz agissent presque indépendamment les uns des autres par rapport à des liquides ou des matières solides, des particules de qui ont une plus grande corrélation. En effet, un gaz peut occuper plusieurs milliers de fois plus de volume que le liquide correspondant. La vitesse racine carrée moyenne de particules de gaz varie directement avec la température, selon le "Maxwell Speed ​​Distribution." Cette équation permet de calculer la vitesse de la température.

Instructions

Dérivation de Maxwell Vitesse distribution Equation

1 Apprenez la dérivation et l'application de l'équation de distribution Maxwell vitesse. Cette équation est basée sur et tirée de l'équation loi des gaz parfaits:

PV = nRT

où P est la pression, V est le volume (et non dynamiques), n est le nombre de moles de particules de gaz, R est la constante des gaz parfaits et T est la température.

2 Étudier comment cette loi de gaz est combiné avec la formule de l'énergie cinétique:

KE = 1/2 mv ^ 2 = 3/2 k T.

3 Apprécier le fait que la vitesse pour une seule particule de gaz ne peut pas être dérivée de la température du gaz composite. Essentiellement, chaque particule a une vitesse différente et a donc une température différente. Ce fait a été mis à profit pour obtenir la technique de refroidissement par laser. Dans son ensemble ou système unifié, cependant, le gaz a une température qui peut être mesurée.

4 Calculer la vitesse racine carrée moyenne des molécules de gaz de la température du gaz en utilisant l'équation suivante:

Vrms = (3RT / M) ^ (1/2)

Assurez-vous d'utiliser des unités de manière cohérente. Par exemple, si le poids moléculaire est considéré comme étant en grammes par mole et la valeur de la constante des gaz parfaits est en joules par mole par degré Kelvin, et la température est en degrés Kelvin, la constante des gaz parfaits est en joules par mole -degré Kelvin, et la vitesse est exprimée en mètres par seconde.

5 Pratiquer avec cet exemple: si le gaz est de l'hélium, le poids atomique est 4.002 grammes / mole. A une température de 293 degrés Kelvin (environ 68 degrés Fahrenheit) et avec la constante des gaz parfaits étant 8,314 joules par mole degrés Kelvin, la vitesse racine carrée moyenne des atomes d'hélium est:

(3 x 8,314 x 293 / 4.002) ^ (1/2) = 42,7 mètres par seconde.

Utilisez cet exemple pour calculer la vitesse de la température.