Кинетична молекулярна теория на газовете

Най- кинетична теория на газовете е научен модел, който обяснява физическото поведение на газ като движението на молекулните частици, които съставят газа. В този модел субмикроскопичните частици (атоми или молекули), които съставляват газа, непрекъснато се движат навътре произволно движение, непрекъснато се сблъсквайки не само помежду си, но и страните на всеки контейнер, който е газът в рамките на. Именно това движение води до физични свойства на газа, като топлина и налягане.

Кинетичната теория на газовете се нарича също просто кинетична теория, или кинетичен модел, или кинетично-молекулен модел. Също така може по много начини да се прилага за течности, както и за газ. (Примерът на Браунов движение, разгледано по-долу, прилага кинетичната теория към течностите.)

Гръцкият философ Лукреций е привърженик на ранна форма на атомизъм, макар това да е до голяма степен изхвърлени в продължение на няколко века в полза на физически модел на газове, изграден върху неатомната работа на

Работата на Даниел Бернули представи кинетичната теория пред европейска публика с публикуването му от 1738 г. Hydrodynamica. По онова време дори принципи като запазване на енергията не са установени и затова много от неговите подходи не са широко възприети. През следващия век кинетичната теория става все по-широко възприета сред учените като част от нарастващата тенденция към учените, възприемащи съвременния възглед на материята като съставена от атоми.

Един от линчпините, които експериментално потвърждават кинетичната теория, а атомизмът е общ, е свързан с движението на Браун. Това е движението на мъничка частица, суспендирана в течност, която под микроскоп се появява на случаен принцип. В призната хартия от 1905 г. Алберт Айнщайн обясни броуновското движение по отношение на случайни сблъсъци с частиците, съставляващи течността. Този документ беше резултат от този на Айнщайн докторска дисертация работа, където той създаде формула на дифузия чрез прилагане на статистически методи към проблема. Подобен резултат е извършен независимо от полския физик Мариан Смолуховски, който публикува работата си през 1906 г. Заедно тези приложения на кинетичната теория изминаха дълъг път в подкрепа на идеята, че течностите и газовете (и вероятно също твърди частици) са съставени от малки частици.

Кинетичната теория включва редица предположения, които се съсредоточават върху възможността да се говори за идеален газ.

• Молекулите се третират като точкови частици. По-специално, едно от последствията от това е, че техният размер е изключително малък в сравнение със средното разстояние между частиците.
• Броят на молекулите (н) е много голям, доколкото не може да се проследи поведението на отделните частици. Вместо това се прилагат статистически методи за анализ на поведението на системата като цяло.
• Всяка молекула се третира като идентична с всяка друга молекула. Те са взаимозаменяеми по отношение на различните си свойства. Това отново помага в подкрепа на идеята, че не е необходимо да се следят отделните частици и че статистическите методи на теорията са достатъчни, за да стигнат до заключения и прогнози.
• Молекулите са в постоянно, произволно движение. Те се подчиняват Законите на движението на Нютон.
• Сблъсъците между частиците и между частиците и стените на контейнер за газ са перфектни еластични сблъсъци.
• Стените на контейнерите с газове се третират като перфектно твърди, не се движат и са безкрайно масивни (в сравнение с частиците).

Резултатът от тези предположения е, че имате газ в контейнер, който се движи на случаен принцип в контейнера. Когато частиците от газа се сблъскат със страната на контейнера, те отскачат от страната на контейнера в перфектно еластичен сблъсък, което означава, че ако ударят под 30-градусов ъгъл, ще отскочат при 30-градусова ъгъл. Компонентът на тяхната скорост, перпендикулярна на страната на контейнера, променя посоката, но запазва същата величина.

Кинетичната теория на газовете е важна, тъй като наборът от предположения по-горе ни води до извеждането на закона за идеалния газ или уравнението на идеалния газ, което се отнася за налягането (р), сила на звука (V) и температура (T), по отношение на константата на Болцман (к) и броя на молекулите (н). Полученото уравнение на идеалния газ е:

PV = НКТ