slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Gymnázium a obchodní akademie Chodov Smetanova 738, 357 35 Chodov PowerPoint Presentation
Download Presentation
Gymnázium a obchodní akademie Chodov Smetanova 738, 357 35 Chodov

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 16

Gymnázium a obchodní akademie Chodov Smetanova 738, 357 35 Chodov - PowerPoint PPT Presentation


  • 70 Views
  • Uploaded on

Gymnázium a obchodní akademie Chodov Smetanova 738, 357 35 Chodov. Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0376 Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Pořadí šablony a sada: 13 Molekulová fyzika a termika Materiál: VY_32_INOVACE_MFTER.13

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Gymnázium a obchodní akademie Chodov Smetanova 738, 357 35 Chodov' - diamond


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Gymnázium a obchodní akademie Chodov

Smetanova 738, 357 35 Chodov

Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0376

Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Pořadí šablony a sada: 13 Molekulová fyzika a termika

Materiál: VY_32_INOVACE_MFTER.13

Vytvořený ve školním roce: (datum) 4. 3. 2013

Téma: Teplota a tlak ideálního plynu

Předmět a třída: fyzika, první ročník ekonomického lycea

Anotace: Materiál je určen jako pomůcka k objasnění souvislosti tlaku plynu s jeho částicovou strukturou a souvislosti termodynamické teploty s kinetickou energií plynu. Získané znalosti žáci použijí při řešení úloh. Je potřeba PC s projektorem a microsoft powerpoint.Žáci potřebují tabulky a kalkulačku.

Autor: Josef Knot

Klíčová slova: střední kvadratická rychlost, tlak plynu, teplota plynu

Ověřený dne: 13. 5. 2013

teplota a tlak ide ln ho plynu z hlediska molekulov fyziky
Teplota a tlak ideálního plynuz hlediska molekulové fyziky

Pokud chceme popsat vlastnosti plynu v nějaké

nádobě, pak jednou možností jak to udělat je popsat

vlastnosti každé molekuly plynu. Vzhledem k

obrovskému množství molekul je však tento postup

neproveditelný. Proto se používají makroskopické

veličiny jako je teplota a tlak plynu, nebo statistické

veličiny (např. střední kvadratická rychlost). Jak ale tyto

veličiny souvisí s molekulovým složením plynu?

st edn kvadratick rychlost
Střední kvadratická rychlost
  • Co můžete říci o rychlostech jednotlivých molekul plynu?
  • Velikosti rychlostí jednotlivých molekul jsou různé a mají i různý směr. Okamžitá rychlost molekul se neustále mění vlivem vzájemných srážek.
  • Popište jak lze spočítat celkovou kinetickou energii všech molekul plynu (plyn obsahuje N stejných molekul)
  • Celkovou kinetickou energii získáme jako součet všech kinetických energií jednotlivých molekul.
st edn kvadratick rychlost1
Střední kvadratická rychlost
  • Kinetické energie jednotlivých molekul však nemají pro vlastnosti plynu jako celku význam a ani je nelze všechny určit.
  • Pokud by se všechny molekuly pohybovaly stejnou rychlostí tak, aby se celková energie všech molekul rovnala celkové energii ve skutečnosti, byla by situace jednodušší. Takové rychlosti říkáme střední kvadratická rychlost vk
st edn kvadratick rychlost2
Střední kvadratická rychlost
  • Napište vzorec pro celkovou kinetickou energii molekul plynu, který obsahuje N stejných částic o hmotnosti m, s použitím střední kvadratické rychlosti.
  • Druhá mocnina střední kvadratické hmotnosti je rovna aritmetickému průměru druhých mocnin skutečných rychlostí jednotlivých molekul.

*dokažte

teplota plynu z hlediska molekulov fyziky
Teplota plynu z hlediska molekulové fyziky
  • Z teoretických úvah vyplynulo, že střední kinetická energie jedné molekuly plynu závisí ne teplotě následujícím vztahem

kde T je termodynamická teplota plynu a k je Boltzmannova

konstanta

Z uvedeného vzorce vyjádřete střední kvadratickou rychlost,

najděte v tabulkách několik konkrétních hodnot vk.

teplota plynu z hlediska molekulov fyziky1
Teplota plynu z hlediska molekulové fyziky
  • Co můžeme říci o střední kinetické energii a střední kvadratické rychlosti molekul dvou různých plynů o stejné teplotě?
  • Střední kinetická energie molekul je stejná.
  • Střední kvadratické rychlosti jsou různé. Čím těžší molekuly plyn obsahuje, tím menší je jejich střední kvadratická rychlost.
tlak plynu z hlediska molekulov fyziky
Tlak plynu z hlediska molekulové fyziky
  • Jak je obecně definován tlak?
  • Jaká je příčina vzniku tlakové síly v plynu?
  • Jako tlak plynu se projevují současné nárazy jednotlivých molekul na stěny nádoby.
  • Na jakých fyzikálních veličinách by tlak plynu mohl záviset?

1) počet molekul v daném objemu (hustota molekul) NV

2) hmotnost molekul m

3) střední kvadratická rychlost molekul vk

tlak plynu z hlediska molekulov fyziky1
Tlak plynu z hlediska molekulové fyziky

Přesným odvozením lze získat

základní rovnici pro tlak plynu:

Pro hustotu molekul platí:

p klady
Příklady
  • Určete střední kvadratickou rychlost molekuly dusíku (N2) a argonu (A) při teplotě 20 °C. Určete jejich střední kinetickou energii.

Abychom mohli dosadit do vzorce pro střední kvadratickou

rychlost, musíme napřed převést stupně celsia na kelviny a určit

hmotnost molekul.

Pro převod jednotek teploty použijeme přibližný vztah:

0 °C = 273 K

20 °C = 293 K

p klady1
Příklady

Pro určení hmotnosti molekul najdeme v tabulkách jednotlivé

relativní atomové hmotnosti:

Ar(N) = 14, Ar(A) = 40

Hmotnost molekul pak spočítáme pomocí atomové hmotnostní

konstanty mu. Nesmíme však zapomenout, že dusík má

dvouatomové molekuly.

p klady2
Příklady

Nyní již stačí dosadit do vzorce pro střední kvadratickou rychlost.

Boltzmannova konstanta je 1,38·10-23 J · K-1

Střední kvadratická rychlost molekuly dusíku je přibližně 513,5 m/s

a atomu argonu 428,7 m/s.

p klady3
Příklady

Střední kinetická energie částic plynu závisí jen na

termodynamický teplotě, proto bude pro oba plyny stejná a určíme

ji pouhým dosazením do vzorce.

Výsledek ověřte také dosazením do klasické rovnice pro

kinetickou energii

p klady4
Příklady

2) Určete počet molekul dusíku N2 v objemu 1 cm3, je-li jeho tlak 2·104 Pa a střední kvadratická rychlost molekul 500 m/s.

Vyjdeme ze základní rovnice plynu a vyjádříme z ní počet částic.

p klady5
Příklady

Nyní do upraveného vzorce stačí jen dosadit. Hmotnost molekuly

dusíku vezmeme z minulého příkladu a objem před dosazením

převedeme na metry krychlové, aby nám seděli jednotky.

Hledaný počet molekul bude asi 2,6·1021.

pou it zdroje a literatura
Použité zdroje a literatura
  • SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: Prometheus, 2008, ISBN 978-80-7196-307-3
  • MIKULČÁK, J. a kol. Matematické, fyzikální a chemické tabulky. Praha: SPN, 1989, ISBN 14-257-89