Los átomos o moléculas de gas actúan casi independientemente el uno del otro en comparación con líquidos o sólidos, partículas de las cuales tienen una mayor correlación. Esto se debe a que un gas puede ocupar miles de veces más volumen que el líquido correspondiente. La velocidad cuadrática media de las partículas de gas varía directamente con la temperatura, de acuerdo con la "Distribución de velocidad de Maxwell". Esa ecuación permite calcular la velocidad de la temperatura.
Derivación de la ecuación de distribución de velocidad de Maxwell
Conozca la derivación y la aplicación de la ecuación de Maxwell Speed Distribution. Esa ecuación se basa y se deriva de la ecuación de la Ley del Gas Ideal:
PV = nRT
donde P es la presión, V es el volumen (no la velocidad), n es el número de moles de gas partículas, R es la constante de gas ideal y T es la temperatura.
Estudia cómo esta ley de gases se combina con la fórmula de energía cinética:
KE = 1/2 mv ^ 2 = 3 /2 k T.
Apreciar el hecho de que la velocidad para una sola partícula de gas no puede derivarse de la temperatura del gas compuesto. En esencia, cada partícula tiene una velocidad diferente y, por lo tanto, tiene una temperatura diferente. Este hecho se ha aprovechado para derivar la técnica del enfriamiento por láser. Sin embargo, como un sistema completo o unificado, el gas tiene una temperatura que se puede medir.
Calcule la velocidad media cuadrática de las moléculas de gas a partir de la temperatura del gas usando la siguiente ecuación:
Vrms = (3RT /M) ^ (1/2)
Asegúrese de usar unidades consistentemente. Por ejemplo, si se toma el peso molecular en gramos por mol y el valor de la constante del gas ideal es en julios por mol por grado Kelvin, y la temperatura está en grados Kelvin, entonces la constante del gas ideal es en julios por mol -degree Kelvin, y la velocidad es en metros por segundo.
Practica con este ejemplo: si el gas es helio, el peso atómico es de 4.002 gramos /mol. A una temperatura de 293 grados Kelvin (alrededor de 68 grados Fahrenheit) y con la constante de gas ideal de 8.314 julios por mol-grado Kelvin, la velocidad cuadrática media de los átomos de helio es:
(3 x 8.314 x 293 /4.002) ^ (1/2) = 42.7 metros por segundo.
Use este ejemplo para calcular la velocidad de la temperatura.
