Question

Вывести основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

Answer 1

Ответ:

Молекулярно-кинетическая теория (сокращённо МКТ) — теория, возникшая в XIX веке и рассматривающая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений:

все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов;

частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);

частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.

МКТ стала одной из самых успешных физических теорий и была подтверждена целым рядом опытных фактов. Основными доказательствами положений МКТ стали:

Диффузия

Броуновское движение

Изменение агрегатных состояний вещества

На основе МКТ развит целый ряд разделов современной физики, в частности, физическая кинетика и статистическая механика. В этих разделах физики изучаются не только молекулярные (атомные или ионные) системы, находящиеся не только в «тепловом» движении, и взаимодействующие не только через абсолютно упругие столкновения. Термин же молекулярно-кинетическая теория в современной теоретической физике уже практически не используется, хотя он встречается в учебниках по курсу общей физики.

Answer 2

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории связывает среднюю кинетическую энергию молекул с их температурой. Для идеального одноатомного газа это уравнение имеет вид:

$E = \frac{3}{2} k T$

Где:

• $E$ - средняя кинетическая энергия молекулы,
• $k$ - постоянная Больцмана ($k \approx 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К}$ в метрической системе),
• $T$ - абсолютная температура в кельвинах.

Это уравнение отражает зависимость между энергией и температурой молекул в идеальном газе и помогает объяснить множество физических явлений, таких как давление, объем и тепловые свойства газов.