אנרגיה קינטית ממוצעת

אנרגיה קינטית היא האנרגיה נקבעת לפי מהירות התנועה של נקודות שונות השייכים למערכת זו. לפיכך יש צורך להבחין בין האנרגיה המאפיינת את תנועת translational ותנועה סיבובית. במקביל, האנרגיה קינטית הממוצעת - ההבדל הממוצע בין האנרגיה הכוללת של המערכת כולה והאנרגיה שאר שלה, כלומר, למעשה, הערך שלו הוא ממוצע של האנרגיה הפוטנציאלית.

גודל פיזיקלי שלה מחושב על ידי הנוסחה 3/2 KT שבו מסומנים: T - טמפרטורה, k - קבוע בולצמן. ערך זה יכול לשמש כקריטריון להשוואה (הפניה) עבור האנרגיה כלולה סוגים שונים של תנועה תרמית. לדוגמא, את האנרגיה הקינטית הממוצעת של מולקולות גז בחקר תנועת translational, היא 17 (- 10) NJ בטמפרטורת גז של 500 ג ככלל, על אלקטרוני האנרגיה הגבוהים ביותר קיימים תנועת translational, אבל האנרגיה של יונים ואטומים ניטראליים ופחות משמעותי.

ערך זה, אם אנו רואים שום פתרון, גז או נוזל, זמן בטמפרטורה זו יש ערך קבוע. משפט זה נכון עבור פתרונות קולואידים.

שונה במקצת הוא המקרה עם מוצקים. בשנת חומרים אלה, האנרגיה הקינטית הממוצעת של כל החלקיקים הם קטנים מדי כדי להתגבר על כוחות משיכה מולקולרית, אבל מכיוון שהוא יכול רק לעשות את התנועה סביב נקודה מסוימת, אשר כמקובל לוכד מצב שיווי משקל מסוים של חלקיק על פני תקופה ארוכה של זמן. מאפיין זה מאפשר המוצק להיות יציב מספיק בכושר ונפח.

אם ניקח בחשבון את התנאים: תנועה קדימה גז אידיאלי, כאן האנרגיה הקינטית הממוצעת אינה ערך, תלוי במשקל המולקולרי, ולכן מוגדר כערך כי קיים יחס ישר הערך של הטמפרטורה המוחלטת.

כל פסקי הדין האלה שנתנו מתוך הכוונה להראות שהם תקפים לכל סוגי מדינות צבירה של חומר - בכל טמפרטורה אלה משמשים את המאפיינים העיקריים, המשקף את הדינמיקה ואת האינטנסיביות של תנועה התרמית של האלמנטים. וזו המהות של התיאוריה המולקולרית-קינטית ותוכן של מושג שיווי משקל תרמי.

כידוע, אם שני הגופים הפיסיים נכנסים מעורבות זו בזו, תהליך החלפת החום מתרחש ביניהם. אם הגוף הוא מערכת סגורה, כלומר, לא אינטראקציה עם כל אחד מהגופים, תהליך העברת החום שלו ייקח זמן רב ככל הנדרש כדי ליישר את הטמפרטורה של הגוף ואת הסביבה. מצב זה נקרא שיווי משקל תרמודינמי. מסקנה זו אושרה שוב ושוב על ידי התוצאות של ניסויים. כדי לקבוע את האנרגיה הקינטית הממוצעת לעיין המאפיינים של טמפרטורת הגוף ומאפיינים חילופי החום שלה.

כמו כן, חשוב לקחת בחשבון כי-תהליכים מיקרו בתוך הגוף אינו מסתיים כאשר הגוף מגיע לשיווי משקל תרמי. במצב דברים זה, בתוך הגוף קיים נע מולקולות לשנות מהירויות, בליטות התנגשויות שלהם. לכן זה בוצע רק אחד מכמה וכמה הטענות שלנו - הנפח של הגוף, הלחץ (במקרה של גז) עשוי להשתנות, אך הטמפרטורות תישארנה קבועות. זה שוב מאשר את הטענה כי האנרגיה הקינטית הממוצעת של תנועה תרמית במערכות מבודדות נקבעת אך ורק על ידי מחוון הטמפרטורה.

חוק זה הוקם במהלך ניסויים, ז'אן צ'רלס ב 1787. באמצעות ניסויים, הוא ציין כי בעת חימום גופים (גזים) על ידי אותו הסכום, הלחץ שלהם משתנה בהתאם לחוק ביחס ישר. תצפית זו אפשרה ליצור התקנים שימושיים רבים ופריטים, בפרט - מדחום הגז.