HŐTAN 7. KÉSZÍTETTE: SZOMBATI EDIT KINETIKUS GÁZELMÉLET

1. BROWN MOZGÁS KINETIKUS GÁZELMÉLET ROBERT BROWN angol botanikus 1827-ben mikroszkóppal megfigyelte, hogy a virágpor szemcséi a víz felszínén szabálytalan zegzugos mozgást végeznek. Melegítés hatására a mozgás intenzívebbé válik. Az ilyen mozgást Brown-mozgásnak nevezzük. A Brown mozgás magyarázata: a folyadék apró, mozgó részecskékből áll, amely részecs- kék ide-oda lökdösik a nagyobb szemcséjű virág- por szemcséket. Magasabb hőmérséklet hatásá- ra a mozgás intenzívebbé válik. Hasonló jelenséget látunk, amikor mikroszkóppal por, vagy füstszemcsék mozgását vizsgáljuk a levegőben → Tyndall-jelenség VIDEO KINETIKUS GÁZELMÉLET

2. KINETIKUS GÁZELMÉLET KINETIKUS GÁZELMÉLET Az ideális gázokra vonatkozó gáztörvényeket a gázok mozgásá-val is meg tudjuk magyarázni. A kinetikus gázelmélet alapfeltevései az ideális gáz rendkívül nagy számú, egyenlő tömegű részecskéből áll a részecskék mérete nagyon kicsi a tartály méretéhez és a közöttük lévő távolsághoz képest a részecskék állandó mozgásban vannak, egymással és a tartály falával tökéletesen rugalmasan ütköznek a tartály falai tökéletesen merevek a részecskékre ható gravitációs erőtől eltekintünk a részecskék rendezetlenül nagy sebességgel mozognak KINETIKUS GÁZELMÉLET

3. Boyle-mariotte törvény magyarázata a kinetikus modellel BOYLE-MARIOTTE TÖRVÉNY: Ha m,T=állandó, akkor p∙V=állandó.  Tehát az összenyomott gáznak megnő a nyomása.  Magyarázat: Ha a gáz részecskéi kisebb térfogatra vannak bezárva, akkor nagyobb gyakorisággal ütköznek az edény falának, s így nagyobb nyomást gyakorolnak az edény falára. KINETIKUS GÁZELMÉLET

4. GAY-LUSSAC i és II. törvényÉNEK magyarázata a kinetikus modellel GAY-LUSSAC I. TÖRVÉNY: Ha m,P=állandó, akkor V/T=állandó.  Tehát a magasabb hőmérsékletű gáznak nagyobb a térfogata. GAY-LUSSAC II. TÖRVÉNY: Ha m,V=állandó, akkor p/T=állandó.  Tehát a magasabb hőmérsékletű gáznak nagyobb a nyomása. Magyarázat: Ha a gázt melegítjük, részecskéi intenzívebb mozgást végeznek. Ilyenkor két eset lehetséges. I. Ha a gázt könnyen mozgó dugattyúval zárjuk el, akkor a részecskék intenzívebb mozgása a dugattyú kitolásával növeli a térfogatot, miközben a nyomás állandó marad. II. Ha a gázt állandó térfogatú edénybe zárjuk be, az intenzívebb mozgás követ- keztében nagyobb nyomást gyakorol az edény falára. KINETIKUS GÁZELMÉLET

5. IDEÁLIS GÁZ BELSŐ ENERGIÁJA James Watt: 1769: a gőzgép feltalálása → A gázoknak energiájuk van. Ezt az energiát a gáz belső energiájának nevezzük, és a részecskék hőmozgásával kapcsolatos. Az ideális gáz belső energiája egyenlő a részecskék mozgásából származó összes mozgási energiával. Ez az alábbi képletbe foglalható össze: ahol k: Boltzmann-állandó, k= T: hőmérséklet K-ben mérve n: mólszám R: egyetemes gázállandó f: szabadsági fokok száma → f=3 egyatomos gáz esetén f=5 kétatomos gáz esetén f=6 többatomos gáz esetén KINETIKUS GÁZELMÉLET

6. TUDÁSPRÓBA KINETIKUS GÁZELMÉLET Mit figyelt meg 1827-ben Robert Brown? Mi a Brown mozgás magyarázata? Mit értünk Tyndall-jelenség alatt? Melyek a kinetikus gázelmélet alapfeltevései? Magyarázd meg a Boyle-Mariotte törvényét a kinetikus modell-lel! Magyarázd meg a Gay-Lussac I. törvényét a kinetikus modell-lel! Magyarázd meg a Gay-Lussac II. törvényét a kinetikus modell-lel! Miből adódik az ideális gáz belső energiája? A nemesgázok szabadsági fokainak száma 3. Miért? Magyarázd meg, miért 5 a kétatomos gázok szabadsági fokainak száma? Magyarázd meg, miért 6 a többatomos gázok szabadsági fokainak száma? KINETIKUS GÁZELMÉLET