6 Osnove molekulsko kinetike teorija gasova i termodinamike

6. Osnove molekulsko kinetičke teorija gasova i termodinamike 6. 1 Molekulsko kinetička teorija. Brzina molekula Supstancija se sastoji od molekula i atoma. Smatra se da je molekul najmanji delić supstancije koji poseduje sve njene osobine. Molekuli se sastoje od atoma. Atom je najmanji delić hemijskog elementa koji ispoljava njegove hemijske osobine. U slučaju jednoatomskih molekula, npr. molekuli inertnih gasova, pojam atoma i molekula je istovetan. 1

Količina supstancije • Avogadrov broj • Masa jednog molekula 2

koncentracija molekula • Oto Štern (Stern Otto, nemački fizičar, 1888 -1969) je vršio eksperimente i merio brzine molekula pomoću uređaja šematski prikazanog na slici 3

4

• Izraz za merenje brzine • Najverovatnija brzina • Bolcmanova konstanta 5

Ludwig Boltzmann (austrijski fizičar, 1844 -1906) 6

• univerzalna gasna konstanta • srednja aritmetička brzina 7

srednja kvadratna brzina 8

• Primer: Pri povećanju temperature nekog gasa poznate molarne mase M za T, njegova srednja kvadratna brzina poveća se za. Kolika mu je temperatura? 9

10

6. 2 Model idealnog gasa i osnovna relacija MKT • Prema modelu idealnog gasa molekule zamišljamo kao elastične kuglice zanemarljive zapremine. Sudari među molekulima i sa zidovima suda su apsolutno elastični. Pri tim sudarima dolazi do razmene impulsa među molekulima. 11

12

Impuls koji predaje čestica zidu je 13

• Broj sudara u jedinici vremena jednog molekula 14

• N molekula 15

• Primer: Koliki je pritisak azota u zatvorenom sudu ako je srednja kvadratna brzina molekula azota 500 m/s? Gustina azota je 1, 35 kg/m 3. 16

17

6. 3 Jednačina gasnog stanja 18

19

Primer: Koliko se molekula gasa nalazi u balonu zapremine V=60 l, pri temperaturi T=300 K, ako se gas nalazi pod pritiskom p=5 103 Pa? 20

21

Primer: Izračunati pritisak 3, 2 kg kiseonika koji se nalazi u boci zapremine 2 m 3 na temperaturi 300 K. ( , ) 22

23