Hva er kinetisk teori?
Kinetisk teori er en vitenskapelig teori om gassenes natur.Teorien går under mange navn, inkludert den kinetiske teorien om gasser, kinetisk-molekylær teori, kollisjonsteori og den kinetiske molekylære teorien om gasser.Det forklarer det observerbare og målbare, også kalt makroskopiske, egenskaper til gasser når det gjelder deres molekylære sammensetning og aktivitet.Mens Isaac Newton teoretiserte at trykket fra en gass skyldes statisk frastøtning mellom molekyler, hevder den kinetiske teorien at presset er et resultat av kollisjoner mellom molekyler.
Den kinetiske teorien gjør en rekke forutsetninger om gasser.For det første er en gass laget av veldig små partikler, hver med ikke-null masse, og beveger seg stadig på en tilfeldig måte.Antall molekyler i en gassprøve må være stort nok til statistisk sammenligning.
Kinetisk teori antar at gassmolekyler er perfekt sfæriske og elastiske, og at kollisjonene deres med veggene i beholderen også er elastiske, noe som betyr at de ikke resultereri enhver endring i hastighet.Det totale volumet av gassmolekyler er ubetydelig sammenlignet med det totale volumet av beholderen, noe som betyr at det er god plass mellom molekylene.I tillegg er tiden under kollisjonen av et gassmolekyl med beholderveggen ubetydelig i forhold til tiden mellom kollisjoner med andre molekyler.Teorien er videre avhengig av antagelsen om at enhver relativistiske eller kvantemekaniske effekter er ubetydelige, og at noen effekter av gasspartiklene på hverandre er ubetydelige, med unntak av kraften som utøves av kollisjoner.Temperatur er den eneste faktoren som påvirker den gjennomsnittlige kinetiske energien, eller energien på grunn av bevegelse, av gasspartiklene.
Disse forutsetningene må opprettholdes for at likningene til kinetisk teori skal fungere.En gass som oppfyller alle disse forutsetningene er en forenklet teoretisk enhet kjent som en ideell gass.Ekte gasser oppfører seg vanligvis på samme måte som ideelle gasser for at kinetiske ligninger skal være nyttige, men modellen er ikke helt nøyaktig.
Kinetisk teori definerer trykk da kraften utøves av gassmolekyler når de kolliderer med beholderveggen.Trykket beregnes som kraften per område, eller p ' f/a.Kraft er produktet av antall gassmolekyler, N, massen til hvert molekyl, M og kvadratet med deres gjennomsnittlige hastighet, V 2 RMs , alt delt på tre ganger lengden på beholderen, 3L.Derfor har vi følgende ligning for kraft: F ' NMV 2 RMS /3L.Forkortelsen, RMS, står for rot-middel-kvadrat, et gjennomsnitt av hastigheten til alle partiklene.
Ligningen for trykk er P ' NMV 2 RMS /3AL.Siden areal multiplisert med lengde er lik volum, kan denne ligningen forenkles som P ' NMV 2 RMS /3V.Produktet av trykk og volum, PV, er lik to tredjedeler av den totale kinetiske energien, eller k, slik at avledningen av makroskopiske egenskaper fra en mikroskopiskAndel med den absolutte temperaturen på en gass.Kinetisk energi er lik produktet av den absolutte temperaturen, T og Boltzman -konstanten, K
B, multiplisert med 3/2;K ' 3tk b /2.Derfor, når temperaturen økes, økes kinetisk energi, og ingen andre faktorer har en effekt på kinetisk energi.