11 η Διάλεξη Κινητική θεωρία των αερίων, Κίνηση Brown, Διάχυση. Φίλιππος Φαρμάκης Επ. Καθηγητής. Εισαγωγικά

Σχετικά έγγραφα
ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΩΡΙΑ

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική + + δυναμική

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. κινητική. δυναμική

Οι ιδιότητες των αερίων και καταστατικές εξισώσεις. Θεόδωρος Λαζαρίδης Σημειώσεις για τις παραδόσεις του μαθήματος Φυσικοχημεία Ι

Θεωρία και Μεθοδολογία

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Κινητική Θεωρία Αερίων. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός


Επανάληψη των Κεφαλαίων 1 και 2 Φυσικής Γ Έσπερινού Κατεύθυνσης

ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΜΗΔΕΝΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ. Μονάδες - Τάξεις μεγέθους

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

κλασσική περιγραφή Κλασσική στατιστική

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Θερμοδυναμική ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΙΔΑΝΙΚΩΝ ΑΕΡΙΩΝ. Διδάσκων : Καθηγητής Γ. Φλούδας

Κινητική θεωρία ιδανικών αερίων

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΕΝΤΡΟΠΙΑ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

- 31 Ερωτήσεις Αξιολόγησης για ΤΕΣΤ Θεωρίας.

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΚΑΤΑΝΟΜΕΣ ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

KATANOMEΣ- ΚΑΤΑΝΟΜΗ MAXWELL ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α. και d B οι πυκνότητα του αερίου στις καταστάσεις Α και Β αντίστοιχα, τότε

* Επειδή μόνο η μεταφορά θερμότητας έχει νόημα, είτε συμβολίζεται με dq, είτε με Q, είναι το ίδιο.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Θετ.- τεχ. κατεύθυνσης

Παρουσίαση Εννοιών στη Φυσική της Β Λυκείου. Κεφάλαιο Πρώτο Ενότητα: Νόμοι των αερίων

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μηχανική ενέργεια Εσωτερική ενέργεια:

Θέμα Α. Στις παρακάτω ερωτήσεις να επιλέξετε τη σωστή απάντηση.

Ζήτημα 1 0. Επώνυμο... Όνομα... Αγρίνιο 1/3/2015. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση

2. Να αποδείξετε ότι δυο ισόθερμες καμπύλες δεν είναι δυνατό να τέμνονται.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΒΑΣΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

2 ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ - ΕNTΡΟΠΙΑ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΕΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΘΕΩΡΙΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΥΤΕΡΟ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΘΕΜΑΤΑ ΤΕΛΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ (Α. Χημική Θερμοδυναμική) 1 η Άσκηση 1000 mol ιδανικού αερίου με cv J mol -1 K -1 και c

Β' τάξη Γενικού Λυκείου. Κεφάλαιο 1 Κινητική θεωρία αερίων

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΕΙΡΜΟΣ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Αγωγιμότητα σε ημιαγωγούς

ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΚΡΟΥΣΕΙΣ- ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ-ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

Περι - Φυσικής. Επαναληπτικό ιαγώνισµα Β Τάξης Λυκείου Κυριακή 10 Μάη 2015 Βολή/Θερµοδυναµική/Ηλεκτρικό Πεδίο. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Η ατμόσφαιρα συμπεριφέρεται σαν ιδανικό αέριο (ειδικά για z>10 km)

Α. ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ. 1. Β1.3 Να αντιστοιχίσετε τις µεταβολές της αριστερής στήλης σε σχέσεις τις δεξιάς στήλης. 1) Ισόθερµη µεταβολή α)

Ερωτήσεις στις κρούσεις

Θερμότητα - διαφάνειες , Σειρά 1

Δύναμη F F=m*a kgm/s 2. N = W / t 1 J / s = 1 Watt ( W ) 1 HP ~ 76 kp*m / s ~ 746 W. 1 PS ~ 75 kp*m / s ~ 736 W. 1 τεχνική ατμόσφαιρα 1 at

Ημερομηνία: Παρασκευή 05 Ιανουαρίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

α. 0 β. mωr/2 γ. mωr δ. 2mωR (Μονάδες 5) γ) στην ισόθερμη εκτόνωση δ) στην ισόχωρη ψύξη (Μονάδες 5)

ΒΑΘΜΟΣ = θ - θ. Οι πιο διαδεδομένες θερμομετρικές κλίμακες είναι: ΒΑΘΜΟΣ της θερμομετρικής μας κλίμακας είναι το μέγεθος

Η φυσική με πειράματα Α Γυμνασίου

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Β ΤΑΞΗ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 27/04/ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ & ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΦΥΕ22

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. 2.1 Εισαγωγή

P(n 1, n 2... n k ) = n 1!n 2! n k! pn1 1 pn2 2 pn k. P(N L, N R ) = N! N L!N R! pn L. q N R. n! r!(n r)! pr q n r, n! r 1!r 2! r k!

EΡΓΟ-ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα

Θερμοδυναμική. Ενότητα 3: Ασκήσεις στη Θερμοδυναμική. Κυρατζής Νικόλαος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης ΤΕ

Θέµα 1 ο. iv) πραγµατοποιεί αντιστρεπτές µεταβολές.

Α. Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ο πρώτος νόμος. Είδη συστημάτων. Ανταλλαγή ύλης και ενέργειας με το περιβάλλον

Φυσική Προσανατολισμού Β Λυκείου Κεφάλαιο 2 ο. Σύντομη Θεωρία

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 07 Ορμή Κρούσεις ΦΥΣ102 1

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Β. συντελεστής απόδοσης δίνεται από τη σχέση e = 1

MIKΡΕΣ ΟΠΕΣ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ/ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Φυσική Προσανατολισμού Β Λυκείου Κυριακή 6 Μαρτίου 2016 Θέμα Α

Να γράψετε στο τετράδιο σας την σωστή απάντηση στις παρακάτω ερωτήσεις.

3/2 dp = f ( υ d ) υ mυ / 2 kt 4 π υ e 2 k π T

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012

Φυσικοχημεία (ΒΙΟΛ-256)

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 7 η : Αέρια Ιδιότητες & συμπεριφορά. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Φύλλο Εργασίας 5 Από τη Θερμότητα στη Θερμοκρασία - Η Θερμική Ισορροπία

Περι - Φυσικής. Επαναληπτικό ιαγώνισµα Β Τάξης Λυκείου Παρασκευή 15 Μάη 2015 Μηχανική/Θερµοδυναµική/Ηλεκτρικό Πεδίο. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

Πρόχειρο Τεστ Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Ιδανικά Αέρια - Κινητική Θεωρία Σύνολο Σελίδων: έξι (6) - ιάρκεια Εξέτασης: 90 min Κυριακή 13 Μάρτη 2016.

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Β ΛΥΚΕΙΟΥ 5/3/2017

ΘΕΜΑ Α. Α1. Ένα σώμα εκτοξεύεται κατακόρυφα προς τα πάνω και όταν φτάνει στο μέγιστο ύψος διασπάται σε

Κεφάλαιο 7. Θερμοκρασία

Φυσική για Μηχανικούς

P 1 V 1 = σταθ. P 2 V 2 = σταθ.

ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΔΙΑΧΥΣΗΣ ΣΤΟΥΣ ΠΟΡΟΥΣ ΜΕ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΝΟΜΟΙ ΑΕΡΙΩΝ - ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ

Σχολικό έτος Πελόπιο, 30 Μαΐου 2013

Κρούσεις. 1 ο ΘΕΜΑ.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

ΦΥΣΙΚΗ. , με την οποία βάλλεται το σώμα. γ) Είναι ανάλογη του χρόνου κίνησης. δ) Δίνεται από τον τύπο y υ0

ΘΕΜΑΤΑ : ΦΥΣΙΚΗ B ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΕΦ ΟΛΗΣ ΤΗΣ ΥΛΗΣ 17/4/2015

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π Β ΛΥΚΕΙΟΥ 15 / 04 / 2018

ΕΝΤΡΟΠΙΑ-2ος ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΝΟΜΟΣ-ΚΥΚΛΟΣ CARNOT

: Μιγαδικοί Συναρτήσεις έως και αντίστροφη συνάρτηση. 1. Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα παριστάνει γραφικά το νόμο του Gay-Lussac;

1. Ρεύμα επιπρόσθετα

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 1 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2018: ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 8. Ορμή, ώθηση, κρούσεις

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ-ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ ΑΕΡΙΟ VAN DER WAALS ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Transcript:

η Διάλεξη Κινητική θεωρία των αερίων, Κίνηση Brown, Διάχυση Φίλιππος Φαρμάκης Επ. Καθηγητής Εισαγωγικά Οι ιδιότητες των αερίων (πίεση,θερμοκρασία) πως εξηγούνται; Σύνδεση μικρόκοσμου και μακρόκοσμου Κλασική ή κβαντική θεώρηση; Πόσο γρήγορα κινούνται τα μόρια του αέρα σε θερμοκρασία δωματίου; Τι σημαίνει θερμοκρασία και πως ορίζεται; 2

Γνωστοί νόμοι Νόμος Boyle: PV = constant Νόμος Charles: V/T = constant Νόμος πίεσης: P/T = constant PV/T = σταθερά P V / T = P 2 V 2 /T 2 3 PV = NkT Ο αριθμός των ατόμων/μορίων N που βρίσκονται μέσα σε έναν όγκο V, συγκεκριμένης πίεσης P και θερμοκρασίας T είναι ανεξάρτητος από το αέριο που περιέχει 4 2

Πίεση (P) = δύναμη (F) ανά μονάδα επιφάνειας (A) στην οποία ασκείται P = F A Έργο για να συμπιεστεί το έμβολο κατά dw = PdV Το κάθε μόριο ασκεί δύναμη όταν συγκρουστεί με το έμβολο, άρα η συνολική πίεση θα είναι το άθροισμα όλων των δυνάμεων των μορίων Το κάθε άτομο συγκρούεται ελαστικά με το έμβολο Έστω η συγκέντρωση τους είναι n=n/v Αν η ορμή του είναι m - v / λόγω της αρχής διατήρησης της ορμής το έμβολο θα αποκτήσει ορμή ίση με 2m - v / Σε ένα χρόνο Δt μόνο τα άτομα που βρίσκονται σε απόσταση βολής ίσης με v / - Δt θα συγκρουστούν (= n - A - v / - Δt) Tο έμβολο θα αποκτήσει ορμή ίση με nav / Δt - 2mv / Η δύναμη που θα ασκηθεί θα είναι ίση με την ορμή ανά μονάδα χρόνου, άρα F = 2nAmv / Και η πίεση P = 2nmv / Επειδή μόνο οι ταχύτητες v / που έχουν κατεύθυνση προς το έμβολο συνεισφέρουν στην πίεση (πιθανολογικά οι μισές), τότε P = nmv / Λαμβάνοντας μέσες τιμές (όλα τα άτομα δεν έχουν την ίδια ταχύτητα) και ότι v / = 3 v / + v 9 + v : = 3 v P = 2 mv Καταλήγουμε ότι n και PV = N 2 3 2 3 mv 2 = 2 3 U Όπου U ονομάζεται εσωτερική ενέργεια 6 3

Στη γενική περίπτωση η εξίσωση έχει τη μορφή PV = (γ )U Όπου γ για τα μονοατομικά αέρια=? @ Αν δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας (θερμικές) η συμπίεση του αερίου από το έμβολο ονομάζεται αδιαβατική συμπίεση και θα ισχύει PdV = du ή από αντικατάσταση γ dv V + dp P = 0 Η διαφορική εξίσωση έχει λύση PV B = C = σταθερό Σε συγκεκριμένη θερμοκρασία, η πίεση αυξάνει όταν μειώνουμε τον όγκο του αερίου σύμφωνα με την πιο πάνω σχέση 7 Τι συμβαίνει στην περίπτωση που έχουμε δύο διαφορετικά αέρια στο ίδιο δοχείο και βρίσκονται σε ισορροπία σε θερμοκρασία T; n, m, v n 2, m 2, v 2 Αποδεικνύεται ότι οι μέσες κινητικές ενέργειες των δύο αερίων είναι ίσες 2 m Kv K = 2 m v Το ίδιο ισχύει και στην περίπτωση που βρίσκονται σε διαφορετικούς χώρους και χωρίζονται με ένα διαχωριστικό, αλλά στην ίδια θερμοκρασία 8 4

Συνεπώς η μέση κινητική ενέργεια των μορίων συνδέεται με τη θερμοκρασία (και όχι το είδος του αερίου) Άρα η μέση κινητική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ορισμός της θερμοκρασίας!! 2 mv = 3 k, η σταθερά του Boltzmann 2 kt (=.38x0-23 J/K) Σε κάθε διάσταση η κινητική ενέργεια είναι 2 kt Η θερμοκρασία μετριέται σε βαθμούς Kelvin (K) 9 Νόμος των αερίων PV = N 2 3 mv 2 2 mv = 3 2 kt = 2 3 U PV = NkT Στις ίδιες συνθήκες (πίεση, όγκος, θερμοκρασία) ο πλήθος των ατόμων είναι σταθερό Ορίζεται ως mole το πλήθος των ατόμων ως 6.02x0 23 (αριθμός Avocadro, N A ) σε Κανονικές Συνθήκες (T=273. K, P= atm) PV = nrt n ο αριθμός των moles και R=N A k 0

Διατομικά μόρια Δύο διαφορετικές προσεγγίσεις m A, v A m B, v B Αν εξετάσουμε το σύστημα ως κίνηση του κέντρου μάζας του, αποδεικνύεται ότι η κινητική ενέργεια του συστήματος των δύο ατόμων (του μορίου) ισούται με 3 Ενέργεια του συστήματος kt 2 λόγω κίνησης του κέντρου μάζας Για κάθε ένα από τα δύο μόρια ισχύει: Άρα η συνολική ενέργεια θα είναι 2 m Mv M = 2 m Nv N = 3 2 kt 3 2 kt + 3 kt = 3kT 2 Επομένως η ενέργεια λόγω ταλάντωσης και περιστροφής κίνησης των ατόμων θα είναι ίση με 3 2 kt Διατομικά μόρια Βαθμός ελευθερίας: Ανεξάρτητες διευθύνσεις κίνησης Σε κάθε βαθμό ελευθερίας αντιστοιχεί ενέργεια 2 kt π.χ. σε ένα διατομικό μόριο θα είναι 2x3=6, ή αντίστοιχα 3 του κέντρου μάζας και 3 λόγω περιστροφής και ταλάντωσης Σε ένα σύστημα με r αριθμό ατόμων στο μόριο οι βαθμοί ελευθερίας θα είναι 3r Η συνολική ενέργεια του συστήματος που αποτελείται από μόρια r- ατόμων 3 2 rkt 2 6

Κατανομή Boltzmann (ή Maxwell- Boltzmann) Πόσα μόρια βρίσκονται σε μια συγκεκριμένη θέση; Έστω ότι σε ένα σημείο έχουμε n μόρια ανά cm 3 και ότι ασκείται σε κάθε ένα από αυτά δύναμη F Η συνολική δύναμη θα είναι ίση με την πίεση Fn = dp = kt dn F = kt d (ln n) F = Δ. Ε. (δυναμική ενέργεια) P n μόρια ανά cm 3 P+ΔP n = constant e \]._. b `a Νόμος του Boltzmann Ισοδύναμα μπορούμε να πούμε ότι f E = Ae f `a Πιθανότητα να βρεθεί ένα σωματίδιο με ενέργεια E 3 Κατανομή ταχυτήτων Κατανομή ταχυτήτων μορίων ανάλογα με τη θερμοκρασία του αερίου P h = 4π m 2kT @ b v e \khl `a 4 7

Κίνηση Brown Ο βοτανολόγος R. Brown to 827 παρατηρώντας στο μικροσκόπιο σωματίδια γύρης μέσα σε νερό, ανακάλυψε ότι αυτά κινούνται με άτακτες κινήσεις! Φανταστείτε σε έναν ποδοσφαιρικό αγώνα να βλέπετε μόνο την μπάλα (και οι παίχτες να είναι αόρατοι) Ή την πορεία ενός μεθυσμένου προς το σπίτι του Ένα άτομο κάνει παραπάνω από 0 4 κρούσεις ανά δευτερόλεπτο!! Θυμάται άραγε που ήταν πριν από δευτερόλεπτο; Κίνηση Brown Ένα σωματίδιο κινείται τυχαία (λόγω συγκρούσεων με άλλα σωματίδια) Μετά από N τυχαία βήματα που θα βρίσκεται; Για κάθε N βήμα θα ισχύει: R m = R m\k + L Τότε R m - R m = R m = R m\k + 2R m\k - L + L Λαμβάνοντας μέσες τιμές R m = R m\k + L Επαγωγικά βρίσκεται ότι R m = NL 6 8

Μέση ελεύθερη διαδρομή στην κίνηση Brown Μέσος χρόνος μεταξύ δύο συγκρούσεων: τ Μέση ελεύθερη διαδρομή: l = v - τ 7 Ποια είναι η αιτία της κίνησης; Διάχυση Άλλα παραδείγματα; Καπνός από τσιγάρο Αρχικά Μυρωδιά από άρωμα στο χώρο Θέρμανση του χώρου Είναι γρήγορη διαδικασία ή αργή; Γιατί; Αργότερα 8 9

Διάχυση και νόμοι του Fick Πρώτος νόμος J dn J = D dn J = A dn dt = D dn Περιοχή υψηλής συγκέντρωσης Περιοχή χαμηλής συγκέντρωσης J: ροή = άτομα / (επιφάνεια*μονάδα χρόνου) N: συγκέντρωση ατόμων D: συντελεστής διάχυσης Α: εμβαδόν επιφάνειας dn dt = DA dn Πρώτος νόμος του Fick Συντελεστές διάχυσης Διάχυση Μόρια που διαχέονται Μέσο D (m 2 /s) H 2 Αέρας 6,3x0 - Ο 2 Αέρας,8x0 - Ο 2 Νερό 00x0 - Παράδειγμα της διάχυσης της αμμωνίας στον αέρα (σελ. 74, Giancoli) 20 0

Ταχύτητα ολίσθησης Ταχύτητα ολίσθησης Όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο q βρεθεί σε ένα ηλεκτρικό πεδίο E αναπτύσσει ταχύτητα ολίσθησης v rstuv v rstuv = Fτ m = qτ m Ε = µe Όπου μ ορίζεται ως η ευκινησία του φορέα μέσα σε ένα μέσο - - + Στιγμιαία ταχύτητα τ Χρόνος 2 Κίνηση φορτισμένου σωματιδίου Η κίνηση ενός φορτισμένου σωματιδίου χωρίς και με ηλεκτρικό πεδίο 22