« Fisika - Kelas 10 "

Ingat apa itu model fisik.
Apakah mungkin untuk menentukan kecepatan satu molekul?

Gas yang sempurna.

Dalam gas pada tekanan biasa, jarak antar molekul berkali-kali lebih besar dari ukurannya. Dalam hal ini, gaya interaksi molekul dapat diabaikan dan energi kinetik molekul jauh lebih besar daripada energi potensial interaksi. Molekul gas dapat dianggap sebagai titik material atau bola padat yang sangat kecil. Dari pada gas nyata, di antara molekul-molekul yang gaya interaksinya bekerja, kita akan mempertimbangkannya model - gas ideal.

gas ideal adalah model teoritis gas yang tidak memperhitungkan ukuran molekul (mereka dianggap sebagai titik material) dan interaksinya satu sama lain (kecuali untuk kasus tumbukan langsung).

Secara alami, ketika molekul gas ideal bertabrakan, gaya tolak bekerja pada mereka. Karena, menurut model, kita dapat menganggap molekul gas sebagai titik material, kita mengabaikan ukuran molekul, dengan asumsi bahwa volume yang ditempati jauh lebih kecil daripada volume bejana.

Dalam model fisik, hanya sifat-sifat sistem nyata yang diperhitungkan, yang perhitungannya mutlak diperlukan untuk menjelaskan keteraturan yang dipelajari dari perilaku sistem ini.

Tidak ada model tunggal yang dapat menyampaikan semua properti sistem. Sekarang kita harus memecahkan masalah: menghitung tekanan gas ideal di dinding bejana menggunakan teori kinetik-molekul. Untuk tugas ini, model gas ideal ternyata cukup memuaskan. Ini mengarah pada hasil yang dikonfirmasi oleh pengalaman.

Tekanan gas dalam teori kinetika molekuler.

Biarkan gas berada dalam wadah tertutup. Pengukur tekanan menunjukkan tekanan gas p 0. Bagaimana tekanan ini muncul?

Setiap molekul gas, yang menabrak dinding, bekerja di atasnya dengan gaya tertentu untuk waktu yang singkat. Akibat tumbukan acak terhadap dinding, tekanan berubah dengan cepat dari waktu ke waktu, kira-kira seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.1. Namun, tindakan yang disebabkan oleh tumbukan molekul individu sangat lemah sehingga tidak dicatat oleh pengukur tekanan. Pengukur tekanan mencatat gaya rata-rata waktu yang bekerja pada setiap unit luas permukaan elemen sensitifnya - membran. Terlepas dari perubahan kecil dalam tekanan, nilai rata-rata tekanan p 0 praktis menjadi nilai yang cukup pasti, karena ada banyak dampak terhadap dinding, dan massa molekul sangat kecil.

Tekanan rata-rata memiliki nilai tertentu baik dalam gas maupun cair. Tetapi selalu ada penyimpangan acak kecil dari rata-rata ini. Semakin kecil luas permukaan tubuh, semakin terlihat perubahan relatif dalam gaya tekanan yang bekerja pada area ini. Jadi, misalnya, jika suatu bagian dari permukaan benda memiliki ukuran urutan beberapa diameter molekul, maka gaya tekanan yang bekerja padanya berubah secara tiba-tiba dari nol ke nilai tertentu ketika molekul menyentuh bagian ini.

Nilai rata-rata kuadrat kecepatan molekul.

Untuk menghitung tekanan rata-rata, Anda perlu mengetahui nilai kecepatan rata-rata molekul (lebih tepatnya, nilai rata-rata kuadrat kecepatan). Ini bukan pertanyaan yang mudah. Anda terbiasa dengan kenyataan bahwa setiap partikel memiliki kecepatan. Kecepatan rata-rata molekul tergantung pada kecepatan pergerakan semua molekul.

Apa perbedaan antara penentuan kecepatan rata-rata suatu benda dalam mekanika dan penentuan kecepatan rata-rata molekul gas?

Sejak awal, Anda harus berhenti mencoba melacak pergerakan semua molekul yang membentuk gas. Ada terlalu banyak dari mereka, dan mereka sangat sulit untuk dipindahkan. Kita tidak perlu tahu bagaimana setiap molekul bergerak. Kita harus mencari tahu apa hasil pergerakan semua molekul gas.

Sifat gerakan seluruh rangkaian molekul gas diketahui dari pengalaman. Molekul terlibat dalam gerakan tidak teratur (termal). Ini berarti bahwa kecepatan molekul apa pun bisa sangat tinggi dan sangat rendah. Arah pergerakan molekul terus berubah ketika mereka bertabrakan satu sama lain.

Kecepatan masing-masing molekul bisa berapa saja, tetapi nilai rata-rata modulus kecepatan ini cukup pasti.

Di masa depan, kita membutuhkan nilai rata-rata bukan kecepatan itu sendiri, tetapi kuadrat dari kecepatan - akar rata-rata kecepatan kuadrat. Energi kinetik rata-rata molekul tergantung pada nilai ini. Dan energi kinetik rata-rata molekul, seperti yang akan segera kita lihat, sangat penting dalam keseluruhan teori kinetik molekuler. Mari kita nyatakan modulus kecepatan masing-masing molekul gas melalui 1, 2, 3, ..., N. Nilai rata-rata kuadrat kecepatan ditentukan dengan rumus berikut:

di mana N adalah jumlah molekul dalam gas.

Tetapi kuadrat modulus vektor apa pun sama dengan jumlah kuadrat proyeksinya pada sumbu koordinat OX, OY, OZ.

Dari mata kuliah mekanik diketahui bahwa pada saat bergerak pada bidang 2 = 2 x + 2 y. Dalam kasus ketika tubuh bergerak di ruang angkasa, kuadrat kecepatannya sama dengan:

2 = 2 x + 2 y + 2 z. (9.2)

Nilai rata-rata besaran 2 x, 2 y dan 2 z dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yang mirip dengan rumus (9.1). Antara mean dan mean kuadrat dari proyeksi, ada hubungan yang sama seperti hubungan (9.2):

Memang, kesetaraan (9.2) berlaku untuk setiap molekul. Menambahkan persamaan tersebut untuk molekul individu dan membagi kedua sisi persamaan yang dihasilkan dengan jumlah molekul N, kita sampai pada rumus (9.3).

> Perhatian! Karena arah ketiga sumbu OX, OY, dan OZ sama karena gerakan acak molekul, nilai rata-rata kuadrat proyeksi kecepatan sama satu sama lain:

Dengan mempertimbangkan relasi (9.4), kita substitusikan ke dalam rumus (9.3) sebagai ganti dan. Kemudian, untuk kuadrat rata-rata proyeksi kecepatan terhadap sumbu OX, kita peroleh

yaitu, kuadrat rata-rata proyeksi kecepatan sama dengan kuadrat rata-rata kecepatan itu sendiri. Pengganda muncul karena ruang tiga dimensi dan, karenanya, keberadaan tiga proyeksi untuk vektor apa pun.

Kecepatan molekul bervariasi secara acak, tetapi kuadrat rata-rata kecepatan adalah nilai yang cukup pasti.

Kecepatan rata-rata pergerakan molekul

kecepatan rata-rata pergerakan molekul $\kiri\langle v\kanan\rangle $, yang didefinisikan sebagai:

dimana N adalah jumlah molekul. Atau, kecepatan rata-rata dapat ditemukan sebagai:

dimana $ F \ kiri (v \ kanan) = 4 \ pi (\ kiri (\ frac (m_0) (2 \ pi kT) \ kanan)) ^ (\ frac (3) (2)) exp \ kiri (- \ frac (m_0v ^ 2) (2kT) \ kanan) v ^ 2 $ adalah fungsi distribusi molekul dengan modulus kecepatan, menunjukkan fraksi molekul dengan kecepatan yang berada dalam satuan $ dv $ interval sekitar kecepatan $ v $ , $ m_0 $ adalah molekul massa, $ k $ adalah konstanta Boltzmann, T adalah suhu termodinamika. Untuk menentukan bagaimana kecepatan rata-rata molekul terkait dengan parameter makro gas sebagai sistem partikel, kami menemukan nilai integral (2).

Mari kita lakukan penggantian:

Akibatnya:

Mengganti (4) dan (5) dalam (3), kita mendapatkan:

Integrasi per bagian, kita peroleh:

di mana R adalah konstanta gas universal, $ \ mu $ adalah massa molar gas.

Kecepatan rata-rata pergerakan molekul disebut juga dengan laju pergerakan termal molekul.

Kecepatan relatif rata-rata molekul:

\ [\ left \ langle v_ (otn) \ right \ rangle = \ sqrt (2) \ sqrt (\ frac (8kT) (\ pi m_0)) = \ sqrt (2) \ left \ langle v \ right \ rangle \ kiri (7 \ kanan). \]

Rata-rata kecepatan kuadrat

Kecepatan kuadrat rata-rata molekul gas disebut nilai:

\ [\ kiri \ langle v_ (kv) \ kanan \ rangle = \ sqrt (\ frac (1) (N) \ jumlah \ batas ^ N_ (i = 1) ((v_i) ^ 2)) \ kiri (8 \ Baik). \]

\ [(\ kiri \ langle v_ (kv) \ kanan \ rangle) ^ 2 = \ int \ nolimits ^ (\ infty) _0 (v ^ 2F \ kiri (v \ kanan) dv \ \ kiri (9 \ kanan). ) \]

Melakukan integrasi, yang mirip dengan integrasi ketika mendapatkan hubungan antara kecepatan rata-rata dan suhu gas, kami memperoleh:

\ [\ kiri \ langle v_ (kv) \ kanan \ rangle = \ sqrt (\ frac (3kT) (m_0)) = \ sqrt (\ frac (3RT) (\ mu)) \ kiri (10 \ kanan). \ ]

Ini adalah kecepatan kuadrat rata-rata dari gerakan translasi molekul gas yang memasuki persamaan dasar teori kinetik molekuler:

dimana $ n = \ frac (N) (V) $ adalah konsentrasi partikel materi, $ N $ adalah jumlah partikel materi, V adalah volume.

Contoh 1

Tugas: Tentukan bagaimana kecepatan rata-rata pergerakan molekul gas ideal berubah dengan meningkatnya tekanan dalam proses yang ditunjukkan pada grafik (Gbr. 1).

Mari kita tulis ekspresi untuk kecepatan rata-rata molekul gas dalam bentuk:

\ [\ left \ langle v \ right \ rangle = \ sqrt (\ frac (8kT) (\ pi m_0)) \ \ kiri (1.1 \ kanan) \]

Dari grafik terlihat bahwa $p \ sim \ rho \ atau \ p = C \ rho, \ $ dimana C adalah suatu konstanta.

Substitusikan (1.2) ke (1.1), kita peroleh:

\ [\ left \ langle v \ right \ rangle = \ sqrt (\ frac (8kT) (\ pi m_0)) = \ sqrt (\ frac (8C \ rho) (\ pi n) \ frac (n) (\ rho )) = \ sqrt (\ frac (8C) (\ pi)) \ kiri (1.3 \ kanan) \]

Jawaban: Dalam proses yang ditunjukkan pada grafik, kecepatan rata-rata molekul tidak berubah dengan meningkatnya tekanan.

Contoh 2

Tugas: Apakah mungkin untuk menghitung kecepatan akar rata-rata kuadrat dari molekul gas ideal jika Anda mengetahui: tekanan gas (p), massa molar gas ($ \ mu $) dan konsentrasi molekul gas (n)?

Kami menggunakan ekspresi untuk $ \ left \ langle v_ (kv) \ right \ rangle: $

\ [\ kiri \ langle v_ (kv) \ kanan \ rangle = \ sqrt (\ frac (3RT) (\ mu)) \ kiri (2.1 \ kanan). \]

Selain itu, dari persamaan Mendeleev - Cliperon dan mengetahui bahwa $ \ frac (m) (\ mu) = \ frac (N) (N_A) $:

Kami membagi sisi kanan dan kiri (2.2) dengan V, mengetahui bahwa $ \ frac (N) (V) = n $ kami mendapatkan:

Mengganti (2.3) ke dalam ekspresi untuk kecepatan rms (2.1), kita mendapatkan:

\ [\ kiri \ langle v_ (kv) \ kanan \ rangle = \ sqrt (\ frac (3pN_A) (\ mu n)) \ \ kiri (2.4 \ kanan). \]

Jawaban: Untuk parameter yang ditentukan dalam rumusan masalah, kecepatan akar rata-rata kuadrat molekul gas dapat dihitung dengan menggunakan rumus $ \ left \ langle v_ (kv) \ right \ rangle = \ sqrt (\ frac (3pN_A) ( \ mu n)). $

"Hukum Fisika Molekuler" - Tiga keadaan materi. Tekanan gas. Volume kubus. Suhu mutlak. Difusi. Massa satu mol zat. molekul DNA. Interaksi molekul. Derajat panas tubuh. Massa dan ukuran molekul. Tubuh padat. Penentuan diameter molekul. hukum gas. Cairan. Gas. Penentuan kecepatan molekul gas.

Atom dan Molekul - fisikawan Inggris John Rayleigh (1842 - 1919). Ya Tidak Ada yang diperbolehkan dan ada yang tidak. atom karbon. Di Alam Semesta: atom hidrogen, atom helium (99%). Inti terdiri dari partikel: proton dan neutron. 1. Molekul hidrogen. Populasi Bumi. Substansi terdiri dari sejumlah besar partikel kecil. 2. Molekul oksigen.

"Teori dalam Fisika Molekuler" - Kompresi Isotermal. distribusi Boltzmann. Seperangkat benda yang membentuk sistem makroskopik. Hukum Gas Bersatu (Hukum Clapeyron). Kondisi normal. Mesin pendingin. Kesetaraan dengan nol dianggap sebagai yang paling mungkin. isobar. Suhu. Persamaan dasar teori kinetika molekuler.

"Massa dan ukuran molekul" - Molekul. Massa molekul. Jumlah zat. Massa dan ukuran molekul. Guru. Molekul terkecil. Volume lapisan minyak. Temukan rumus. Jumlah molekul. Tenggelam. Foto molekul. Ukuran molekul. konstanta Avogadro. Memecahkan tugas.

"Fisika Molekuler" - Molekul bergerak secara acak. Fisika molekuler. Persamaan keadaan gas ideal. Semua zat terdiri dari molekul-molekul yang terpisah jarak. P = konstanta; proses isobarik. T = konstanta; proses isotermal. Persamaan dasar MKT untuk gas. Jadi, Suhu. k - Konstanta Boltzmann = 1,38 * 10-23 J / K.

"Pengaturan molekul" - Es. Kesenjangan antar molekul kecil, tetapi daya tariknya kecil dan bentuknya tidak dipertahankan. Mari kita lakukan percobaan. Jarak antar molekul yang jauh. Lilin. Ozon. Apa saja sifat-sifat gas? Emas. Zat. Susunan molekul yang tidak teratur. Interaksi antar molekul yang sangat kuat. zat kristal.

Total ada 21 presentasi

FISIKA MOLEKULER

LANDASAN TEORI MOLEKULER-KINETIK

1. Ketentuan utama teori kinetika molekuler, struktur materi dari sudut pandang MKT.

2. Apa yang disebut atom? Sebuah molekul?

3. Apa yang disebut jumlah suatu zat? Apa unitnya (beri definisi)?

4. Apa yang disebut volume molar massa molar?

5. Bagaimana cara menentukan massa molekul; ukuran molekul - berapa perkiraan massa dan ukuran molekul?

6. Jelaskan eksperimen yang mengkonfirmasi ketentuan utama ICB.

7. Apa yang disebut gas ideal? Kondisi apa yang harus dipenuhi? Dalam kondisi apa gas nyata dekat dengan itu dalam sifat-sifatnya?

8. Tuliskan rumus untuk kecepatan rata-rata aritmatika, kecepatan akar rata-rata kuadrat.

9. Apa yang dibuktikan oleh eksperimen difusi? Gerak Brown? Jelaskan mereka berdasarkan TIK

10. Apa yang dibuktikan oleh pengalaman Stern? Jelaskan berdasarkan MKT.

11. Turunkan dan rumuskan persamaan dasar MKT. Asumsi apa yang digunakan untuk menurunkan persamaan dasar MKT.

12. Apa yang menjadi ciri suhu tubuh?

13. Perumusan dan pencatatan matematis dari hukum Dalton, Boyle Marriott, Gay Lussac, Charles.

14. Apa esensi fisik dari suhu nol mutlak? Catat hubungan antara suhu mutlak dan suhu Celcius. Apakah nol mutlak dapat dicapai, mengapa?

15. Bagaimana menjelaskan tekanan gas dari sudut pandang MKT? Itu tergantung pada apa?

16. Apa yang ditunjukkan konstanta Avogadro? Apa artinya?

17. Berapakah nilai konstanta gas universal?

18. Berapakah nilai konstanta Boltzmann?

19. Tulis persamaan Mendeleev - Clapeyron. Jumlah apa yang termasuk dalam rumus?

20. Tulis persamaan Clapeyron. Jumlah apa yang termasuk dalam rumus?

21. Apa yang disebut tekanan gas parsial?

22. Apa yang disebut dengan isoproses, yang mana isoproses yang anda ketahui.

23. Konsep, definisi, energi internal gas ideal.

24. Parameter gas. Kesimpulan dari hukum gas terpadu.

25. Derivasi persamaan Mendeleev-Clapeyron.

26. Apa yang disebut: massa molar suatu zat, jumlah zat, massa atom relatif suatu zat, massa jenis, konsentrasi, suhu mutlak suatu benda? Dalam satuan apa mereka diukur?

27. Tekanan gas. Satuan tekanan dalam SI. Rumus. Alat untuk mengukur tekanan.

28. Jelaskan dan jelaskan dua skala suhu: termodinamika dan praktis.

30. Merumuskan hukum yang menjelaskan semua jenis isoproses?

31. Plot plot densitas gas ideal versus suhu termodinamika untuk proses isokhorik.

32. Plot plot densitas gas ideal versus suhu termodinamika untuk proses isobarik.

33. Apa perbedaan antara persamaan Clapeyron-Mendeleev dan persamaan Clapeyron?

34. Tuliskan rumus energi kinetik rata-rata gas ideal.

35. Kecepatan kuadrat rata-rata dari gerakan termal molekul.

36. Kecepatan rata-rata pergerakan molekul yang kacau.

2. Partikel penyusun zat disebut molekul. Partikel penyusun molekul disebut atom.

3. Kuantitas yang menentukan jumlah molekul dalam sampel suatu zat disebut jumlah zat. satu mol adalah jumlah zat yang mengandung molekul sebanyak jumlah atom karbon dalam 12 gram karbon.

4. Massa molar suatu zat - massa satu mol zat (g / mol) Volume molar - volume satu mol zat, nilai yang diperoleh dengan membagi massa molar dengan kepadatan.

5. Mengetahui massa molar, Anda dapat menghitung massa satu molekul: m0 = m / N = m / vNA = M / NA Diameter molekul dianggap sebagai jarak minimum di mana gaya tolak memungkinkan mereka untuk mendekat. Namun, konsep ukuran molekul bersifat kondisional. Ukuran molekul rata-rata adalah sekitar 10-10 m.

7. Gas ideal adalah model gas nyata yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
Molekul dapat diabaikan dibandingkan dengan jarak rata-rata di antara mereka
Molekul berperilaku seperti bola padat kecil: mereka bertabrakan secara elastis satu sama lain dan dengan dinding bejana; tidak ada interaksi lain di antara mereka.

Molekul berada dalam gerakan kacau terus menerus. Semua gas pada tekanan yang tidak terlalu tinggi dan pada suhu yang tidak terlalu rendah sifatnya mendekati gas ideal. Pada tekanan tinggi, molekul gas mendekat begitu dekat sehingga dimensinya sendiri tidak dapat diabaikan. Dengan penurunan suhu, energi kinetik molekul berkurang dan menjadi sebanding dengan energi potensialnya; oleh karena itu, pada suhu rendah, energi potensial tidak dapat diabaikan.

Pada tekanan tinggi dan suhu rendah, gas tidak dapat dianggap ideal. Gas ini disebut nyata.(Perilaku gas nyata dijelaskan oleh hukum yang berbeda dari gas ideal.)

Kecepatan akar-rata-rata-kuadrat molekul adalah nilai akar-rata-rata-kuadrat modul kecepatan semua molekul dari jumlah gas yang dipertimbangkan

Dan jika kita menuliskan konstanta gas universal, bagaimana, dan untuk satu massa molar, apakah kita akan berhasil?

Dalam Rumus, kami menggunakan:

Rata-rata kecepatan kuadrat molekul

Konstanta Boltzmann

Suhu

Massa satu molekul

Konstanta gas universal

Masa molar

jumlah zat

Energi kinetik rata-rata molekul

Bilangan Avogadro

Kecepatan rata-rata aritmatika molekul ditentukan oleh rumus

di mana M - massa molar suatu zat.

9. gerak Brown. Suatu ketika pada tahun 1827, ilmuwan Inggris R. Brown, yang mempelajari tanaman dengan mikroskop, menemukan fenomena yang sangat tidak biasa. Spora yang mengambang di air (biji kecil dari beberapa tanaman) bergerak dengan cepat tanpa alasan yang jelas. Brown mengamati gerakan ini (lihat gambar) selama beberapa hari, tetapi dia tidak bisa menunggu sampai gerakan itu berhenti. Brown menyadari bahwa dia sedang berhadapan dengan fenomena yang tidak diketahui sains, jadi dia menggambarkannya dengan sangat rinci. Selanjutnya, fisikawan menamai fenomena ini dengan nama penemunya - gerak Brown.

Tidak mungkin menjelaskan gerak Brown jika tidak seharusnya bahwa molekul air berada dalam gerakan yang kacau dan tidak pernah berakhir. Mereka bertabrakan satu sama lain dan dengan partikel lain. Menabrak spora, molekul menyebabkan gerakan seperti melompat, yang diamati Brown melalui mikroskop. Dan karena molekul-molekulnya tidak terlihat di mikroskop, pergerakan spora kecokelatan tampak tidak masuk akal.

Difusi

Bagaimana menjelaskan percepatan fenomena ini? Hanya ada satu penjelasan: peningkatan suhu tubuh menyebabkan peningkatan kecepatan pergerakan partikel penyusunnya.

Jadi, apa kesimpulan dari percobaan? Pergerakan independen partikel zat diamati pada suhu berapa pun. Namun, ketika suhu naik, gerakan partikel dipercepat, yang mengarah pada peningkatan energi kinetik... Akibatnya, partikel yang lebih "energik" ini mempercepat difusi, gerakan Brown, dan fenomena lain seperti pelarutan atau penguapan.

10. Pengalaman Stern- percobaan di mana kecepatan molekul diukur secara eksperimental. Terbukti bahwa molekul yang berbeda dalam gas memiliki kecepatan yang berbeda, dan pada suhu tertentu kita dapat berbicara tentang distribusi molekul dalam hal kecepatan dan kecepatan rata-rata molekul.

Mari kita tentukan sendiri tugasnya: dengan menggunakan konsep sederhana tentang gerak dan interaksi molekul gas, nyatakan tekanan gas dalam bentuk kuantitas yang mencirikan molekul.

Pertimbangkan gas yang tertutup dalam volume bola dengan jari-jari dan volume Mengambil dari tabrakan molekul gas, kami memiliki hak untuk menerima skema gerak sederhana berikut dari setiap molekul.

Molekul bergerak dalam garis lurus dan secara merata menumbuk dinding bejana dengan kecepatan tertentu dan memantulkannya pada sudut yang sama dengan sudut datang (Gbr. 83). Melewati tali dengan panjang yang sama sepanjang waktu, molekul tersebut menumbuk dinding bejana dalam 1 s. Dengan setiap tumbukan, momentum molekul berubah menjadi (lihat halaman 57). Perubahan impuls dalam 1 s akan sama dengan

Kita melihat bahwa sudut datang telah berkurang. Jika molekul menabrak dinding pada sudut yang tajam, maka pukulannya akan sering terjadi, tetapi lemah; ketika jatuh pada sudut mendekati 90 °, molekul akan lebih jarang menabrak dinding, tetapi lebih kuat.

Perubahan momentum pada setiap tumbukan molekul dengan dinding berkontribusi pada gaya total tekanan gas. Adalah mungkin untuk menerima, sesuai dengan hukum dasar mekanika, bahwa gaya tekanan bukanlah apa-apa

sebaliknya sebagai perubahan momentum semua molekul yang terjadi dalam satu detik: atau, dengan mengeluarkan suku konstanta dari tanda kurung,

Biarkan gas mengandung molekul, maka kita dapat mempertimbangkan kuadrat rata-rata kecepatan molekul, yang ditentukan oleh rumus

Ekspresi untuk gaya tekanan sekarang akan ditulis secara singkat:

Kami mendapatkan tekanan gas dengan membagi ekspresi gaya dengan luas bola. Kami mendapatkan

Mengganti dengan kami mendapatkan rumus menarik berikut:

Jadi, tekanan gas sebanding dengan jumlah molekul gas dan nilai rata-rata energi kinetik gerak translasi molekul gas.

Kami sampai pada kesimpulan yang paling penting dengan membandingkan persamaan yang diperoleh dengan persamaan keadaan gas. Perbandingan ruas kanan persamaan menunjukkan bahwa

yaitu, energi kinetik rata-rata dari gerakan translasi molekul hanya bergantung pada suhu absolut dan, terlebih lagi, berbanding lurus dengannya.

Kesimpulan ini menunjukkan bahwa gas yang mematuhi hukum keadaan gas adalah ideal dalam arti mendekati model ideal kumpulan partikel, yang interaksinya tidak esensial. Selanjutnya, kesimpulan ini menunjukkan bahwa konsep suhu absolut yang diperkenalkan secara empiris sebagai besaran yang sebanding dengan tekanan gas yang dimurnikan memiliki makna kinetik molekuler yang sederhana. Suhu mutlak sebanding dengan energi kinetik dari gerak translasi molekul. adalah bilangan Avogadro - jumlah molekul dalam satu gram molekul, itu adalah konstanta universal: Kebalikannya akan sama dengan massa atom hidrogen:

Kuantitas

Ini disebut konstanta Boltzmann Then

Jika kita menyatakan kuadrat kecepatan melalui jumlah kuadrat komponen, jelas, komponen apa pun akan memiliki energi rata-rata

Besaran ini disebut energi per derajat kebebasan.

Konstanta gas universal diketahui dari percobaan dengan gas. Menentukan bilangan Avogadro atau konstanta Boltzmann (dinyatakan melalui satu sama lain) adalah tugas yang relatif kompleks yang memerlukan pengukuran halus.

Kesimpulan ini memberi kita rumus berguna yang memungkinkan kita menghitung kecepatan rata-rata molekul dan jumlah molekul per satuan volume.

Jadi, untuk kuadrat rata-rata kecepatan, kita dapatkan