СТАТИСТИЧЕСКИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Скорости газовых молекул

В середине XIX в. была сформулирована молекулярно-кинетическая теория, но тогда не было никаких доказательств существования самих молекул. Вся теория базировалась на предположении о движении молекул. Но как измерить скорость их движения, если они невидимы? Теоретики первыми нашли выход. Из уравнения молекулярно-кинетической теории газов известно, что

отсюда

Получена формула для расчета ra>, но масса молекулы т неизвестна.

Запишем по-другому значение среднеквадратичной скорости икв: тогда, учитывая, что получим

где Р — давление; р — плотность. Это уже измеряемые величины, и можно найти скорость молекул.

Как показывает опыт, имеется большой разброс скоростей. Так, при 7 = 0 °С и Р = 1 атм скорости молекул азота = 500 м/с, водорода =2000 м/с.

Проверка того факта, что атомы и молекулы идеальных газов в термически равновесном пучке имеют различные скорости, была осуществлена в 1920 г. немецким физиком О. Штерном (1888—1969). В опыте было получено значение среднеквадратичной скорости <укв> = 584 м/с. Разброс скоростей при этом был от 560 до 640 м/с.

Таким образом, опытным путем были не только измерены скорости газовых молекул, но и показано, что они имеют большой разброс по скоростям. Причина — в хаотичности теплового движения молекул.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >