Énergie cinétique moyenne

L'énergie cinétique est laénergie, qui est déterminée par la vitesse de déplacement de divers points appartenant à ce système. Dans ce cas, il est nécessaire de distinguer entre l'énergie qui caractérise le mouvement de translation et le mouvement de rotation. Dans ce cas, l'énergie cinétique moyenne est la différence moyenne entre l'énergie totale du système entier et son énergie de repos, c'est-à-dire que sa grandeur est la valeur moyenne de l'énergie potentielle.

Sa valeur physique est déterminée par la formule 3/ KT 2, dans lequel la marque: T - température, k - constante de Boltzmann. Cette valeur peut servir de critère de comparaison (référence) pour l'énergie contenue dans les différents types de mouvement thermique. Par exemple, l'énergie cinétique moyenne des molécules de gaz dans l'étude du mouvement de translation, est 17 (- 10) nJ à une température de gaz de 500 C. En règle générale, au plus haut des électrons d'énergie ont un mouvement de translation, mais l'énergie des ions et des atomes neutres et beaucoup moins.

Cette valeur, si l'on considère toute solution, gaz ou liquide, maintenu à cette température a une valeur constante. Cette affirmation est vraie pour les solutions colloïdales.

Un peu différent est le cas avec solidesubstances. Dans ces substances, l'énergie cinétique moyenne de toutes les particules sont trop petites pour surmonter les forces d'attraction moléculaire, mais parce qu'il ne peut faire le mouvement autour d'un point, qui est capture conventionnelle certaine position d'équilibre d'une particule sur une longue période de temps. Cette propriété permet aux solides suffisamment stables en forme et volume.

Si nous considérons les conditions: mouvement de translation et gaz idéal, alors l'énergie cinétique moyenne n'est pas une quantité qui dépend de la masse moléculaire, et est donc définie comme une valeur directement proportionnelle à la valeur de la température absolue.

Tous ces jugements que nous avons faits avec lemontrer qu'ils sont valables pour tous les types d'états agrégés de la matière - dans chacun d'eux la température agit comme la caractéristique principale reflétant la dynamique et l'intensité du mouvement thermique des éléments. Et c'est l'essence de la théorie cinétique moléculaire et du contenu du concept d'équilibre thermique.

Comme on le sait, si deux corps physiques viennenten interaction les uns avec les autres, un processus d'échange de chaleur se produit entre eux. Si le corps est un système fermé, c'est-à-dire qu'il n'interagit avec aucun corps, alors son processus d'échange de chaleur durera aussi longtemps que nécessaire pour égaliser les températures de ce corps et de l'environnement. Un tel état est appelé équilibre thermodynamique. Cette conclusion a été confirmée à plusieurs reprises par les résultats des expériences. Pour déterminer l'énergie cinétique moyenne, il faut se référer aux caractéristiques de la température d'un corps donné et à ses propriétés d'échange de chaleur.

Il est également important de prendre en compte que les microprocesses à l'intérieurles corps ne se terminent pas même lorsque le corps entre dans un équilibre thermodynamique. Dans cet état, à l'intérieur du corps, il y a un mouvement des molécules changent leurs vitesses, les bosses et les collisions. Par conséquent, il fait une seule de plusieurs de nos affirmations - le volume du corps, la pression (dans le cas du gaz) peut varier, mais les températures seront toujours rester constante. Cela confirme une fois de plus l'affirmation selon laquelle l'énergie cinétique moyenne du mouvement thermique dans les systèmes isolés est déterminée uniquement par l'indicateur de température.

Ce patron a été établi au cours d'expériences par J. Charles en 1787. En faisant des expériences, il a remarqué que lorsque les corps (gaz) sont chauffés par la même quantité, leur pression change selon une loi directement proportionnelle. Cette observation a permis de créer de nombreux dispositifs et objets utiles, notamment un thermomètre à gaz.