You are here: Home > Bez kategorii > Podstawy kinetycznej teorii materii. Prawa gazowe

Podstawy kinetycznej teorii materii. Prawa gazowe

Cząsteczki przedstawiają najmniejsze ilości substancji, w których – zachowuje ona swoje cechy indywidualne. Stanowią one elementy budowy zarówno substancji stałych, jak cieczy i gazów. Własności substancji w różnych stanach skupienia uwarunkowane są z jednej strony siłami działającymi między cząsteczkami, z drugiej zaś — nieustannym ruchem cząsteczek o tym większej energii, im wyższa jest temperatura.

W substancjach stałych, wskutek dużego skupienia cząsteczek, siły między cząsteczkowe utrzymują cząsteczki w określonych położeniach względem siebie, tak iż mogą one wykonywać jedynie ruchy drgające o tym większej amplitudzie średniej, im wyższa jest temperatura. Wskutek tego ciała stałe mają określoną postać zewnętrzną, którą usiłują zachować stawiając opór siłom dążącym do wywołania odkształceń (sprężystość postaci). Budowa substancji stałych będzie omówiona nieco dokładniej w rozdziale X, § 93—101.

Podczas ogrzewania substancji stałej przeciętna amplituda drgań jej cząsteczek wzrasta, aż wreszcie w pewnej temperaturze następuje rozluźnienie całej struktury — substancja topi się. W stanie ciekłym cząsteczki mają już większą swobodę ruchów, wskutek czego ciecze nie wykazują sprężystości postaci. Skupienie cząsteczek jest jednak niewiele mniejsze niż w stanie stałym. Toteż struktura wewnętrzna cieczy, zwłaszcza tuż powyżej temperatury topnienia, ma jeszcze wiele podobieństwa do struktury substancji stałych. Zachowanie cząsteczek cieczy zależy przede wszystkim od działania sił międzycząsteczkowych, które są o tyle znaczne, że pomimo ruchu termicznego spójność cząsteczek zostaje utrzymana i tylko niektóre z nich, wyjątkowo bogate w energię kinetyczną, przechodzą do fazy gazowej (podobnie jak i ze stanu stałego), powodując zjawisko parowania (lub sublimacji w przypadku prze- chodzenia ze stanu stałego). Natura sił międzycząsteczkowych oraz prawa ich działania nie są jeszcze dokładnie znane. Dlatego też teoria molekulamo-kinetyczna jako ścisła teoria naukowa w zastosowaniu do stanu ciekłego pozostaje w tyle za teorią kinetyczną gazów.

W gazach, gdzie zagęszczenie materii jest niewielkie, a odległości międzycząsteczkowe bardzo znaczne, siły, jakimi cząsteczki oddziałują na siebie, są tak małe, że nie mają prawie żadnego znaczenia i w pierwszym przybliżeniu mogą być pominięte. Z faktu, że gazy są substancjami izotropowymi, tj. we wszystkich kierunkach mają własności jednakowe, wynika, że ruch cieplny cząsteczek gazowych jest całkiem nieuporządkowany i odbywa się w najrozmaitszych kierunkach. Toteż cząsteczki nieustannie zderzają się ze sobą, wskutek czego prędkość ruchu poszczególnych cząsteczek wciąż się zmienia tak co do kierunku, jak i co do wielkości. Od zderzenia do zderzenia cząsteczki poruszają się jednak ruchem jednostajnym i prostoliniowym. Jeśli przyjmie się, że zderzenia międzycząsteczkowe odbywają się według praw rządzących zderzeniami ciał doskonale sprężystych, ogólna ilość ruchu oraz przeciętna prędkość cząsteczek pozostaje stała, tym większa, im wyższa jest temperatura gazu.

Leave a Reply