Презентация "Измерение скоростей молекул газа"

Измерение скоростей молекул газа

k = 1,38  10 -23 Дж/K

Задача 1

Чему равна скорость движения молекул водорода при температуре 27 градусов по Цельсию.

Сравнение скорости молекулы водорода со скоростями реальных тел

Скорость звука

330 м/с

Скорость самолета

900 м/с

Скорость вращения Луны вокруг Земли

1000 м/с

Скорость вращения Земли вокруг Солнца

8,3 м/с

Во второй половине 19 века это привело некоторых физиков в замешательство. Ведь всем хорошо известно, что запахи распространяются сравнительно медленно. Как же тогда получается, что молекулы газа двигаются с огромными скоростями, а само облако газа двигается в сотни раз медленнее?

Молекулы двигаются беспорядочно, а потому их перемещения в сотни раз меньше пройденного пути.

Опыт Штерна, 1920 г.

В стенке внутреннего цилиндра была сделана узкая продольная щель, через которую проникали движущиеся атомы металла, осаждаясь на внутренней поверхности внешнего цилиндра, образуя хорошо наблюдаемую тонкую полоску прямо напротив щели.

Цилиндры начинали вращать с постоянной угловой скоростью. Теперь атомы, прошедшие сквозь прорезь, оседали уже не прямо напротив щели, а смещались на некоторое расстояние, так как за время их полёта внешний цилиндр успевал повернуться на некоторый угол. При вращении цилиндров с постоянной скоростью положение полоски, образованной атомами на внешнем цилиндре, смещалось на некоторое расстояние.

Зная величины радиусов цилиндров, скорость их вращения и величину смещения, легко найти скорость движения атомов.

Если бы все атомы двигались с одинаковой скоростью, то при вращении установки полоска на стенке внешнего цилиндра получалась бы точно такой же тонкой, как и в случае, когда установка не вращалась.

Полоска серебра оказалась размытой и неодинаковой по толщине.

Исследуя толщину осажденного слоя, можно оценить распределение молекул по скоростям.

Число молекул с малыми и очень большими скоростями невелико (концы полоски тонкие). Основная часть молекул имеют какую-то вполне определенную скорость.

ВЫВОД

Модули скоростей, определенные из опыта, совпадают с теоретическим значением средней квадратичной скорости. Это служит экспериментальным доказательством справедливости формул:

ЗАКРЕПЛЕНИЕ

• Средние скорости молекул превышают скорость звука и достигают несколько сотен м/с. Почему же запах духов в комнате из одного угла в другой распространяется довольно медленно?
• Как изменится средняя квадратичная скорость движения молекул при увеличении температуры в 4 раза?
• Какие молекулы в атмосфере движутся быстрее: молекулы азота или молекулы кислорода?

• При сгорании бензинового и дизельного топлива образуются выхлопные газы. На выходе t газов бензинового двигателя – , а дизельного -

400 0 С

200 0 С

• от какого двигателя запах выхлопных газов дойдет быстрее до наблюдателя?
• определите, во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул выхлопного газа бензинового двигателя будет больше, чем дизельного. За основу взять СО 2