Les atomes ou molécules de gaz agissent presque indépendamment les uns des autres par rapport aux liquides ou aux solides, dont les particules ont une plus grande corrélation. En effet, un gaz peut occuper des milliers de fois plus de volume que le liquide correspondant. La vitesse quadratique moyenne des particules de gaz varie directement avec la température, selon la «distribution de vitesse de Maxwell». Cette équation permet de calculer la vitesse à partir de la température.

Dérivation de l'équation de distribution de vitesse de Maxwell p> Apprenez la dérivation et l'application de l'équation de Maxwell Speed ​​Distribution. Cette équation est basée sur et dérivée de l'équation de la loi des gaz parfaits:

PV = nRT

où P est la pression, V est le volume (pas la vitesse), n est le nombre de moles de gaz particules, R est la constante de gaz idéale et T est la température.

Etudiez comment cette loi de gaz est combinée avec la formule de l'énergie cinétique:

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

Appréciez le fait que la vitesse pour une seule particule de gaz ne peut pas être dérivée de la température du gaz composite. En substance, chaque particule a une vitesse différente et a donc une température différente. Ce fait a été utilisé pour dériver la technique de refroidissement laser. En tant que système entier ou unifié, cependant, le gaz a une température qui peut être mesurée.

Calculer la vitesse quadratique moyenne des molécules de gaz à partir de la température du gaz en utilisant l'équation suivante: p> Vrms = (3RT /M) ^ (1/2)

Assurez-vous d'utiliser les unités de manière cohérente. Par exemple, si l'on suppose que le poids moléculaire est en grammes par mole et que la valeur de la constante de gaz idéale est en joules par mole par degré Kelvin et que la température est en degrés Kelvin, alors la constante de gaz idéale est en joules par mole. -degrés Kelvin, et la vitesse est en mètres par seconde.

Pratiquez avec cet exemple: si le gaz est de l'hélium, le poids atomique est de 4.002 grammes /mole. À une température de 293 degrés Kelvin (68 degrés Fahrenheit) et avec une constante de gaz idéale de 8,314 joules par mole-degré Kelvin, la vitesse quadratique 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 à partir de la température.