Wat is kinetische theorie?
Kinetische theorie is een wetenschappelijke theorie over de aard van gassen.De theorie heeft vele namen, waaronder de kinetische theorie van gassen, kinetische-moleculaire theorie, botsingstheorie en de kinetische-moleculaire gassen.Het verklaart de waarneembare en meetbare, ook wel macroscopische eigenschappen van gassen genoemd in termen van hun moleculaire samenstelling en activiteit.Terwijl Isaac Newton theoretiseerde dat de druk van een gas te wijten is aan statische afstoting tussen moleculen, stelt de kinetische theorie dat druk het gevolg is van botsingen tussen moleculen.
De kinetische theorie maakt een aantal veronderstellingen over gassen.Ten eerste is er een gas gemaakt van zeer kleine deeltjes, elk met niet-nul massa, constant op een willekeurige manier bewegen.Het aantal moleculen in een gasmonster moet groot genoeg zijn voor statistische vergelijking.
kinetische theorie veronderstelt dat gasmoleculen perfect bolvormig en elastisch zijn, en dat hun botsingen met de wanden van hun container ook elastisch zijn, wat betekent dat ze niet het resultaat hebbenIn elke verandering in snelheid.Het totale volume van gasmoleculen is te verwaarlozen in vergelijking met het totale volume van hun container, wat betekent dat er voldoende ruimte is tussen de moleculen.Bovendien is de tijd tijdens de botsing van een gasmolecuul met de containerwand te verwaarlozen in relatie tot de tijd tussen botsingen met andere moleculen.De theorie is verder gebaseerd op de veronderstelling dat eventuele relativistische of kwantummechanische effecten te verwaarlozen zijn en dat alle effecten van de gasdeeltjes op elkaar te verwaarlozen zijn, met uitzondering van de kracht die door botsingen wordt uitgeoefend.Temperatuur is de enige factor die de gemiddelde kinetische energie of energie beïnvloedt als gevolg van beweging, van de gasdeeltjes.
Deze veronderstellingen moeten worden gehandhaafd om de vergelijkingen van de kinetische theorie te laten functioneren.Een gas dat al deze veronderstellingen vervult, is een vereenvoudigde theoretische entiteit die bekend staat als een ideaal gas.Echte gassen gedragen zich meestal op dezelfde manier genoeg voor ideale gassen voor kinetische vergelijkingen die nuttig zijn, maar het model is niet perfect nauwkeurig.
Kinetische theorie definieert druk als de kracht die wordt uitgeoefend door gasmoleculen terwijl ze botsen met de containerwand.Druk wordt berekend als de kracht per oppervlak, of p ' f/a.Kracht is het product van het aantal gasmoleculen, N, de massa van elk molecuul, M en het kwadraat van hun gemiddelde snelheid, V 2 rms , allemaal gedeeld door drie keer de lengte van de container, 3L.Daarom hebben we de volgende vergelijking voor kracht: f ' nmv 2 rms /3L.De afkorting, RMS, staat voor wortelgemiddelden, een gemiddelde van de snelheid van alle deeltjes.
De vergelijking voor druk is p ' nmv 2 rms /3AL.Aangezien het gebied vermenigvuldigd met lengte gelijk is aan volume, V, kan deze vergelijking worden vereenvoudigd als p ' nmv 2 rms /3V.Het product van druk en volume, PV, is gelijk aan tweederde van de totale kinetische energie, of K, waardoor de afleiding van macroscopische eigenschappen van een microscopische eigenschappen mogelijk is.
Een belangrijk onderdeel van de kinetische theorie is dat kinetische energie varieert in directverhouding tot de absolute temperatuur van een gas.Kinetische energie is gelijk aan het product van de absolute temperatuur, t, en de Boltzman Constant, K B , vermenigvuldigd met 3/2;K ' 3TK B /2.Daarom, wanneer de temperatuur wordt verhoogd, wordt kinetische energie verhoogd en hebben geen andere factoren een effect op kinetische energie.