ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ 

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Για να ερμηνεύσουμε τη συμπεριφορά των αερίων δεν αρκεί η ακριβής μέτρηση της θερμοκρασίας ή της πίεσης.Επίσης δεν αρκεί ούτε  η γνώση των σχέσεων αναλογίας μεταξύ πίεσης,όγκου,αριθμού mol και θερμοκρασίας.

Η κινητική θεωρία των αερίων περιγράφει ένα αέριο ως ένα μεγάλο αριθμό μικρών σωματιδίων τα οποία βρίσκονται σε συνεχή,τυχαία κίνηση

 Η κινητική θεωρία των αερίων περιγράφει ένα αέριο ως ένα μεγάλο αριθμό μικρών σωματιδίων (ατόμων ή μορίων),τα οποία βρίσκονται σε συνεχή,τυχαία κίνηση.Τα ταχέως κινούμενα σωματίδια συγκρούονται συνεχώς μεταξύ τους με τα τοιχώματα του δοχείου.

Η κινητική θεωρία εξηγεί μακροσκοπικές ιδιότητες των αερίων, όπως η πίεση, η θερμοκρασία, ή τον όγκο, εξετάζοντας μοριακή σύνθεση και η κίνησή τους

 Η κινητική θεωρία εξηγεί μακροσκοπικές ιδιότητες των αερίων,όπως η πίεση,η θερμοκρασία,ή τον όγκο,εξετάζοντας μοριακή σύνθεση και η κίνησή τους.Ουσιαστικά,η θεωρία υποθέτει ότι η πίεση δεν οφείλεται στη στατική άπωση μεταξύ των μορίων,όπως ήταν η εικασία του Ισαάκ Νεύτωνα,αλλά λόγω των συγκρούσεων μεταξύ των μορίων κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες μέσω της κίνησης Brown.

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

 Η ανάγκη επίλυσης πολύπλοκων προβλημάτων που έθετε η νέα θεωρία οδήγησε στην ανάπτυξη ενός νέου κλάδου της Φυσικής,της Στατιστικής Φυσικής,που αποτέλεσε αργότερα πολύτιμο εργαλείο για τη θεμελίωση της σύγχρονης Φυσικής.Η Στατιστική μηχανική υπολογίζει και αξιοποιεί μέσες τιμές μεγεθών.

 H Στατιστική μηχανική είναι η εφαρμογή της θεωρίας πιθανοτήτων,η οποία περιλαμβάνει τα μαθηματικά εργαλεία για την αντιμετώπιση μεγάλων πληθυσμών, στο πεδίο της μηχανικής, η οποία ασχολείται με την κίνηση σωματιδίων ή αντικειμένων που υπόκεινται σε μια δύναμη

 H Στατιστική μηχανική είναι η εφαρμογή της θεωρίας πιθανοτήτων,η οποία περιλαμβάνει τα μαθηματικά εργαλεία για την αντιμετώπιση μεγάλων πληθυσμών, στο πεδίο της μηχανικής, η οποία ασχολείται με την κίνηση σωματιδίων ή αντικειμένων που υπόκεινται σε μια δύναμη.

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΑΕΡΙΩΝ

 Η πιο απλή μορφή του μικροσκοπικού τρόπου μελέτης της συμπεριφοράς της ύλης είναι η κινητική θεωρία των αερίων.

Η πιο απλή μορφή του μικροσκοπικού τρόπου μελέτης της συμπεριφοράς της ύλης είναι η κινητική θεωρία των αερίων

 Για τα ιδανικά αέρια, που ορίστηκαν μακροσκοπικά ως τα αέρια για τα οποία ισχύει υπό οποιεσδήποτε συνθήκες η καταστατική εξίσωση,η κινητική θεωρία στηρίχτηκε στις εξής παραδοχές:

α) Τα μόρια του αερίου συμπεριφέρονται σαν μικρές όμοιες απόλυτα ελαστικές, σφαίρες που βρίσκονται σε διαρκεί και τυχαία κίνηση.
 Έτσι ο συνολικός όγκος των μορίων του αερίου μπορεί να θεωρηθεί αμελητέος σε σχέση με τον όγκο του δοχείου στο οποίο βρίσκεται.Επομένως κατά τις συγκρούσεις των μορίων με τα τοιχώματα του δοχείου η κινητική ενέργεια δεν αλλάζει.

β) Μεταξύ των κινούμενων μορίων δεν ασκούνται δυνάμεις παρά μόνο κατά τη στιγμή που συγκρούονται με άλλα μόρια ή με τα τοιχώματα του δοχείου.
 Επομένως η μεταξύ δύο συγκρούσεων κίνησή είναι ευθύγραμμη ομαλή και ισοταχής.

γ) Οι κρούσεις των μορίων με τα τοιχώματα είναι ελαστικές.
 Έτσι η κινητική ενέργεια του μορίου δεν αλλάζει μετά την κρούση του με το τοίχωμα.
δ) Ο χρόνος που διαρκεί η σύγκρουση είναι πού μικρός,αμελητέος. 
ε) Το μέγεθος των μορίων,σε σχέση με το χώρο που καταλαμβάνουν, θεωρείται μικρό.
 Έτσι ο συνολικός τους όγκος είναι αμελητέος σε σχέση με τον όγκο του δοχείου που τα περιέχει.

Με τη βοήθεια του προτύπου η κινητική θεωρία των αερίων εξηγεί αβίαστα όλους τους νόμους των αερίων

 Αν λοιπόν σ' αυτές τις παραδοχές προσθέσουμε άλλη μία,ότι δηλαδή φανταζόμαστε μεγάλο πλήθος μορίων,όπως συμβαίνει και στα αέρια,τότε έχουμε το πρότυπο του ιδανικού αερίου.Με τη βοήθεια αυτού του προτύπου η κινητική θεωρία των αερίων εξηγεί αβίαστα όλους τους νόμους των αερίων.

Η κινητική θεωρία είναι η εφαρμογή των νόμων της μηχανικής του Νεύτωνα σε μεγάλο αριθμό μορίων ιδανικού αερίου και η στατιστική επεξήγηση των αποτελεσμάτων

 Η κινητική θεωρία είναι η εφαρμογή των νόμων της μηχανικής του Νεύτωνα σε μεγάλο αριθμό μορίων ιδανικού αερίου και η στατιστική επεξήγηση των αποτελεσμάτων.Με την έκφραση στατιστική επεξεργασία εννοούμε τον υπολογισμό μέσων τιμών,όπως π.χ. μέση ταχύτητα των μορίων,μέση κινητική ενέργεια κ.λ.π.
 Η συμπεριφορά των αερίων αποκλίνει από εκείνη του ιδανικού αερίου και αυτό οφείλεται στο ότι τα μόρια των αερίων έχουν δομή,που όσο πιο πολύπλοκη είναι τόσο περισσότερο τα αέρια αυτά αποκλίνουν από το ιδανικό αέριο.Για παράδειγμα η συμπεριφορά του τρισδιάστατου CO2 αποκλίνει περισσότερο από το ιδανικό αέριο απ' ότι η συμπεριφορά του μονατομικού He.