Головна

Визначення швидкості молекул. Досвід Штерна.

  1. III Етап. Визначення функцій і завдань елементів системи якості
  2. O визначення товарів, найбільш нужденних у рекламі;
  3. V - вектор миттєвої швидкості точки А.
  4. А) якщо визначення терміна або інший спосіб його розкриття міститься в загальній частині кодексу, то таке визначення відноситься до всіх нормам даної галузі.
  5. А) визначення процедур і методів по ослабленню негативних наслідків ризикових подій і використання своїх переваг;
  6. А) Визначення робочих характеристик дослідним шляхом.
  7. А. Зіставте поняття і його визначення

Молекули газів рухаються з великими швидкостями прямолінійно до зіткнення. При кімнатній температурі швидкість молекул повітря досягає декількох сотень метрів в секунду. Відстань, яку в середньому пробігають молекули від одного зіткнення до іншого, називають середньою довжиною вільного пробігу молекул. У молекул повітря при кімнатній температурі середня довжина вільного пробігу порядку 10-7 м. Внаслідок хаотичності руху молекули володіють різними швидкостями. Але при даній температурі можна визначити швидкість, близькою до якої має найбільшу кількість молекул. швидкість uв, Близької до якої має найбільшу кількість молекул, називається найбільш вірогідною швидкістю.

Лише дуже мала кількість молекул має швидкість, близьку до нуля, або близькою до нескінченно великою величиною, що набагато перевищує найбільш вірогідну швидкість. І, звичайно, відсутні молекули, швидкість яких дорівнює нулю або нескінченно велика. Зате більшість молекул має швидкість, близькою до найбільш вірогідною.

Зі збільшенням температури швидкості молекул збільшуються. Але кількість молекул, що володіють швидкістю, близькою до найбільш імовірною, зменшується, так як зростає розкид в швидкостях, зростає кількість молекул, швидкості яких істотно відрізняються від найбільш вірогідною. Число молекул, що рухаються з великими швидкостями, зростає, а з меншими, - зменшується.  Через величезної кількості молекул в будь-якому обсязі газу їх напрямки руху уздовж будь-якої осі координат різновірогідні, якщо газ знаходиться в стані рівноваги, т. Е. В ньому немає потоків. Це означає, що будь-якому направленого руху однієї молекули відповідає антінаправленное рух іншої молекули з такою ж швидкістю, т. Е. Якщо одна молекула рухається, наприклад, вперед, то обов'язково знайдеться інша молекула, яка рухається з такою ж швидкістю назад. Тому швидкість руху молекул з урахуванням їх напрямки не можна охарактеризувати середньою швидкістю всіх молекул, вона завжди буде дорівнює нулю, адже позитивна швидкість, сонаправленнимі з однією з осей координат буде складатися з негативною швидкістю, антінаправленной цієї осі. Якщо ж значення швидкостей всіх молекул звести в квадрат, то все мінуси зникнуть. Якщо, потім скласти квадрати швидкостей всіх молекул, а потім розділити на число молекул N, т. Е. Визначити середню, величину квадратів швидкостей всіх молекул, а потім витягти квадратний корінь з цієї величини, то він вже не буде дорівнює нулю і їм можна буде охарактеризувати швидкість руху молекул. Корінь квадратний із середнього значення квадратів швидкостей всіх молекул називається їх середньої квадратичної швидкістю  . З рівнянь молекулярної фізики слід що .

Досвід Штерна.

Перше експериментальне визначення швидкості молекул було зроблено в 1920 році німецьким фізиком О. Штерном. У ньому визначалася середня швидкість руху атомів. Схема експерименту зображена на рис.

На плоскому горизонтальному підставі закріплені дві коаксіальні циліндричні поверхні 1 і 2, які разом з підставою можуть обертатися навколо вертикальної осі ОО1. Поверхня 1 суцільна, а  поверхню 2 має вузьку щілину 4, паралельну осі ОО1. Цією віссю є платинова посріблена зволікання 3, через яку пропускають електричний струм. Вся система знаходиться в камері, з якої відкачано повітря (тобто в вакуумі). Дріт нагрівають до високої температури. Атоми срібла, випаровуючись з її поверхні, заповнюють внутрішній циліндр 2. Вузький пучок цих атомів, що пройшов крізь щілину 4 в стінці циліндра 2, долітає до внутрішньої поверхні циліндра 1. Якщо циліндри нерухомі, атоми срібла відкладаються на цій поверхні у вигляді вузької смужки, паралельної щілини (точка В), (перетин циліндрів горизонтальною площиною).

Коли циліндри приводять в обертання з постійною кутовою швидкістю w навколо осі ОО1 за час t, протягом якого атоми летять від щілини до поверхні зовнішнього циліндра (т. е. проходять відстань АВ, рівне різниці  радіусів цих циліндрів), циліндри повертаються на кут j, і атоми осідають у вигляді смужки в іншому місці (точка С, рис. б). Відстань між місцями осадження атомів в першому і в другому випадках одно s.

позначимо  середню швидкість руху атомів, а v = wR - лінійну швидкість зовнішнього циліндра. тоді  . Знаючи параметри установки і вимірявши експериментально s, по можна визначити середню швидкість руху атомів. Під час експерименту Штерна було встановлено, що середня швидкість атомів срібла дорівнює 650 м / с.

квиток №5

 



При будь-яких фізичних взаємодіях енергія не виникає і не зникає. Вона лише перетворюється з однієї форми в іншу. | Рух тіла по колу з постійною за модулем швидкістю. Кутова швидкість, кут повороту, період обертання, частота. Зв'язок між кутовою та лінійною швидкістю.

Аналітичний опис равноускоренного руху. Висновок формули для переміщення при рівноприскореному русі. | Кристалічні і аморфні речовини і їх властивості. Плавлення і кристалізація. | Абсолютна температура. Температура - міра середньої кінетичної енергії молекул. Зв'язок між температурою і енергією, середня квадратична швидкість (визначення). | Основні положення МКТ. Доказ існування молекул. Розміри і маса молекул. | Доцентровийприскорення. Висновок формули. | Рівняння стану ідеального газу і його окремі випадки. Графічне представлення ізопроцессов. | Рівняння стану ідеального газу Менделєєва - Клапейрона | кількість теплоти | Насичені і ненасичені пари. Залежність тиску і щільності насиченої пари від температури. Випаровування і конденсація. | Робота всіх прикладених сил дорівнює роботі рівнодіюча сили |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати