Teoria cinetică a gazelor
În cadrul fizicii statistice, teoria cinetică a gazelor studiază comportarea macroscopică a gazelor pornind de la studiul statistic al dinamicii particulelor componente. Inițiatorii acestui studiu au fost James Clerk Maxwell și Ludwig Boltzmann utilizând teoria probabilităților[1]. Analiza teoretică a mișcării browniene efectuată de Albert Einstein în 1905, pe baza datelor experimentale existente atunci, a arătat că teoria cinetică este un argument în favoarea existenței atomilor și moleculelor.
Introducere
modificareAbordarea probabilistă a teoriei cinetice necesită renunțarea la urmărirea individuală a fiecărei molecule sau atom și înlocuirea ei cu studiul unui colectiv statistic având un număr imens de particule. Tratarea statistică a mișcărilor colective haotice ale microparticulelor permite corelarea cu proprietățile macroscopice ale sistemului termodinamic, obținute experimental[2].
Gazul este considerat ca fiind alcătuit din molecule monoatomice, biatomice sau poliatomice, care sunt supuse la anumite interacțiuni și anume: interacțiunile electromagnetice (cum ar fi forțele van der Waals), ciocnirile dintre particule și dintre particule și pereții recipientului care conține gazul.
Se fac următoarele aproximări:
- dimensiunile moleculelor sunt neglijabile în raport cu distanțele dintre acestea;
- interacțiunile dintre molecule sunt neglijabile, cu excepția ciocnirilor reciproce.
Relația dintre viteză și presiune
modificareDacă descompunem viteza unei molecule după cele trei axe:
atunci concentația de particule (molecule pe unitatea de volum) este:
- .
Dar, conform teoremei lui Pitagora:
deci
cu
și
Vezi și
modificareNote
modificare- ^ * Nicolae N. Mihăileanu, vol. 2, (1981), p. 451
- ^ Zoltán Gábos, Oliviu Gherman: Termodinamica și fizica statistică, Editura Didactică și Pedagogică, 1964, p. 3-4
Bibliografie
modificare- en Richard C. Tolman: The Principles of Statistical Mechanics, Dover Publications, 1979. ISBN 0-486-63896-0.
- en Gregory H. Wannier: Statistical Physics, Dover Publications, 1987. ISBN 0-486-65401-X.
- de Ludwig Boltzmann:Vorlesungen über Gastheorie, I. Theil, Verlag Johann Ambrosius Barth, Leipzig, 1896. E-book.
- de Ludwig Boltzmann:Vorlesungen über Gastheorie, II. Theil, Verlag Johann Ambrosius Barth, Leipzig, 1898. E-book.
Legături externe
modificare- Boltzmann's Work in Statistical Physics, Stanford Encyclopedia of Philosophy.