Was ist kinetische Theorie?

Kinetische Theorie ist eine wissenschaftliche Theorie betreffend die Art der Gase. Die Theorie geht durch viele Namen, einschließlich die kinetische Theorie der Gase, kinetisch-molekulare Theorie, Zusammenstoßtheorie und die kinetisch-molekulare Theorie der Gase. Sie erklärt das wahrnehmbare und das messbar, makroskopisch auch benannt, Eigenschaften der Gase in ihrem molekularen Aufbau ausgedrückt und Tätigkeit. Während Isaac Newton theoretisierte, dass der Druck eines Gases an der statischen Abstossung zwischen Molekülen liegt, hält die kinetische Theorie, dass Druck das Resultat der Zusammenstöße zwischen Molekülen ist.

Die kinetische Theorie bildet einige Annahmen über Gase. Zuerst gebildet ein Gas von den sehr Teilchen, jedes mit der ungleich nullmasse und ständig bewegt in eine gelegentliche Weise. Die Zahl Molekülen in einer Gasprobe muss genug für statistischen Vergleich groß sein.

Kinetische Theorie annimmt e, dass Gasmoleküle tadellos kugelförmig und elastisch sind und dass ihre Zusammenstöße mit den Wänden ihres Behälters auch das Gummiband sind und bedeuten, dass sie nicht irgendeine Änderung in der Geschwindigkeit ergeben. Das Gesamtvolumen der Gasmoleküle ist verglichen mit dem Gesamtvolumen ihres Behälters unwesentlich und bedeutet, dass es reichlichen Raum zwischen den Molekülen gibt. Zusätzlich ist die Zeit während des Zusammenstoßes eines Gasmoleküls mit der Behälterwand im Verhältnis zurzeit zwischen Zusammenstößen mit anderen Molekülen unwesentlich. Die weitere Theorie beruht auf der Annahme, dass alle relativistischen oder Menge-mechanischen Effekte unwesentlich sind und dass irgendwelche Effekte der Gaspartikel auf einander unwesentlich sind, mit Ausnahme von der Kraft ausgeübt durch Zusammenstöße. Temperatur ist der einzige Faktor, der die durchschnittliche kinetische Energie oder die Energie passend ist, von den Gaspartikeln zu winken beeinflußt.

Diese Annahmen müssen damit die Gleichungen der kinetischen Theorie aufrechterhalten werden, um zu arbeiten. Ein Gas, das alle diese Annahmen erfüllt, ist ein vereinfachtes theoretisches Wesen, das als ein ideales Gas bekannt ist. Reale Gase benehmen normalerweise ähnlich genug idealen Gasen, damit kinetische Gleichungen nützlich sind, aber das Modell ist nicht tadellos genau.

Kinetische Theorie definiert Druck da die Kraft, die durch Gasmoleküle ausgeübt, während sie mit der Behälterwand zusammenstoßen. Druck berechnet als die Kraft pro Bereich, oder P = F/A. Kraft ist das Produkt der Zahl der Gasmoleküle, des N, der Masse jedes Moleküls, des m und des Quadrats ihrer durchschnittlichen Geschwindigkeit, v2rms, ganz geteilt durch drei mal die Länge des Behälters, 3l. Folglich haben wir die folgende Gleichung für Kraft: F = Nmv2rms/3l. Die Abkürzung, Effektivwert, steht für mittlere quadratische Abweichung, ein Durchschnitt der Geschwindigkeit aller Partikel.

Die Gleichung für Druck ist P = Nmv2rms/3Al. Da der Bereich, der mit Länge multipliziert, Volumen, V, diese Gleichung kann als vereinfacht werden P = Nmv2rms/3V gleich ist. Das Produkt des Drucks und des Volumens, PV, ist zwei drittel kinetischen totalenergie oder K gleich und erlaubt die Ableitung der makroskopischen Eigenschaften von einem mikroskopischen.

Ein wichtiger Teil der kinetischen Theorie ist, dass kinetische Energie direkt proportional zu der absoluten Temperatur eines Gases schwankt. Kinetische Energie ist dem Produkt der absoluten Temperatur, der T und der Boltzman Konstante, der kB gleich, multipliziert mit 3/2; K = 3TkB/2. Folglich wann immer Temperatur erhöht, erhöht kinetische Energie, und keine anderen Faktoren haben einen Effekt auf kinetischer Energie.