Закон распределения скоростей молекул в газе получен дж . К. Максвеллом.

Несмотря на хаотичность движения молекул, их распределения по скоростям поступательного движения носит характер определенной закономерности.

В молекулах газа существуют как очень быстрые, так и очень медленные, но больше всего молекул, движущихся с какими-то средними скоростями.

Распределение молекул по скоростям зависит от температуры; при повышении температуры максимум кривой распределения смещается в сторону больших скоростей.

Рисунок 2. Распределение скоростей молекул в газе.

Идеальный газ. Давление газа.

Идеальным называют такой газ, для которого можно пренебречь размерами молекул, силами молекулярного взаимодействия; соударения молекул в таком газе происходят по закону соударения упругих шаров.

Параметры состояния идеального газа:

Индивидуальные характеристики молекул газа называются микроскопическими параметрами – масса молекул, их скорость и кинетическая энергия хаотического и поступательного движения.

Параметры газа как физического тела, изучаемого обычными методами механики, называются макроскопическими параметрами – объём, давление, температура газа.

Одной из важнейших задач молекулярно-кинетической теории было установление связи между макроскопическими и микроскопическими параметрами газа.

1. Единица объёма ( V ) в СИ – кубический метр (м³).

 Давление газа – физическая величина, равная отношению силы F, действующей наэлемент поверхности нормально к ней, к площади S этого элемента.            

                     

                           р =                                                                              (1)

Единица давления в СИ – Паскаль.            

Существуют единицы давления: ат; мм.рт.ст.

Техническая атмосфера: 1 ат=9,81 10⁴ Па;

Физическая атмосфера: 1 ат=1,013 10⁵ Па;

1 мм.рт.ст.= 133 Па;

Давление при нормальных условиях: 760 мм.рт.ст.=

=1 ат.=10⁵Па.

Причиной возникновения давления является беспорядоченное соударения о стенку сосуда молекул газа в течение малого промежутка времени с определенной силой.

Прибор для измерения давления:

Металлический манометр.

На рисунке 1.а. изображена схема устройства металлического манометра для измерения больших давлений. Основной его частью является изогнутая трубка А, открытый конец которого припаян к трубке В, а закрытый – соединён со стрелкой. Газ поступает через кран К и трубку В в трубку А и разгибает её. Свободный конец трубки А, перемещаясь, приводит в движение передающий механизм и стрелку. Шкала градуирована в определённых единицах давления: либо в паскалях, либо в технических атмосферах, либо в миллиметрах ртутного столба.

Рисунок 1.

На рисунках 1.б. и 1.в. показаны схемы жидкостных манометров: открытого (б) для измерения небольших давлений выше атмосферного и закрытого (в) также для измерений давлений ниже атмосферного, т. е. небольшого вакуума.

5.Средняя длина свободного пробега молекул в газе.

Допустим, что молекула движется от точки А к точке В. Ее Траектория вследствие соударений данной молекулы с другими молекулами является ломаной линией (рис 2.). Проследить точно за траекторией частицы, пришедшей из точки А в точку В, невозможно, поэтому реальное смещение молекулы в газе оценивают скоростью диффузии: отношением ее перемещения L из А в В ко времени, за которое произошло это перемещение. Скорость диффузии молекулы значительно меньше средней скорости ее молекулярного движения.

Рисунок 2.

Средняя длина свободного пробега – это путь, который молекула проходит, не испытывая соударений. Она равна отношению пути, пройденного молекулой за 1 с, к числу происшедших за это время столкновений:

,                   (2)  

где n ₀ -концентрация молекул (число молекул в единице объема).