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teoria cinética dos gases

Este é um mapa mental sobre a teoria cinética dos gases, incluindo a equação de estado dos gases, as fórmulas de pressão e temperatura dos gases ideais, a distribuição de taxas de Maxwell, etc.

Edited at 2024-04-06 19:01:26

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teoria cinética dos gases

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teoria cinética dos gases
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teoria cinética dos gases

equação de estado dos gases

Processo quase estático de equilíbrio

Parâmetros de estado: quantidades físicas usadas para descrever o estado do sistema

Volume de gás V

Pressão p

Temperatura t ou T

Estado de equilíbrio: Estado em que as propriedades macroscópicas do sistema não mudam com o tempo sem serem afetadas pelo mundo exterior.

Processo quase estático: o estado gasoso muda muito lentamente e o estado intermediário não se limita a próximo do estado de equilíbrio

equação de estado dos gases ideais

Gás ideal: A densidade não é muito alta, a pressão não é muito alta (em comparação com a pressão atmosférica) e a temperatura não é muito baixa (em comparação com a temperatura ambiente)

Equação de estado: pV=(m/M)RT

Densidade numérica n: número de moléculas por unidade de volume

ρ=nm n=N/V

Fórmulas ideais de pressão e temperatura de gás

Dentro de 1 s, uma molécula colidirá dez vezes dez vezes; uma colisão leva dez vezes menos dez segundos.

Energia cinética translacional média = (3/2)kT

Quando a temperatura é alta, a energia cinética translacional média do gás é grande

p=nkT ;p=(2/3)nEk;p=nmv₁²=(1/3)nmv²

Taxa quadrática média=(3kT/m)½=(3RT/M)½

Teorema da equipartição Energia interna do gás ideal

Átomos únicos têm 3 graus de liberdade; moléculas diatômicas têm 5 graus de liberdade;

Se as moléculas de gás têm i graus de liberdade, a energia cinética total média de cada molécula = (i/2)kT

Teorema de Equivalência de Energia: Em um estado de equilíbrio com temperatura T, a energia cinética média de qualquer grau de liberdade das moléculas de gás e a energia cinética translacional média são iguais a kT/2

A energia interna de um gás ideal com massa m (massa molar M) é E=(m/M)(i/2)RT

A energia interna de uma certa quantidade de gás ideal é completamente determinada pelo grau de liberdade do movimento molecular i e pela temperatura termodinâmica T do gás, e não tem nada a ver com o volume e a pressão do gás.

Distribuição da taxa Maxwell

Função de distribuição de taxa de Maxwell

A velocidade mais provável VP=(2kT/m)½=(2RT/M)½=1,41(RT/M)½

Taxa média=(8kT/πm)½=(8RT/πM)½=1,60(RT/M)½

Taxa quadrática média=(3kT/m)½=(3RT/M)½=1,73(RT/M)½

Colisões e caminhos livres médios de moléculas

Frequência média de colisão: o número médio de colisões entre uma molécula e outras moléculas em um segundo

Caminho livre médio: A distância média que uma molécula percorre livremente entre duas colisões consecutivas

Quando a temperatura é constante, quanto menor a pressão, maior será o livre caminho médio.