Về Thí nghiệm

Mô hình động học phân tử chất khí

Buồng khí 15,6 nm chứa 100 phân tử oxygen bay hỗn loạn, va chạm đàn hồi với nhau và với thành bình. Histogram phân bố tốc độ lấy trực tiếp từ chính các phân tử đó: kéo nhiệt độ thì cả đám dịch chuyển, nhưng từng phân tử vẫn nhanh chậm khác nhau. Nút "về ĐKC" cho v̄ ≈ 400 m/s đúng con số SGK, kèm vết chuyển động Brown của hạt khói.

Mô hình động học phân tử chất khí

Một nhiệt độ — nhiều tốc độ khác nhau: tốc độ phân tử có tính thống kê
Phân tử O₂ mũi tên dài = nhanh
Va chạm vào thành bình
Diễn biến
Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng — va chạm đàn hồi với nhau và với thành bình. Kéo thanh nhiệt độ để xem cả phân bố tốc độ dịch chuyển.

Điều khiển

Số liệu

Tốc độ trung bình v̄
425m/s
v̄ = (v₁ + v₂ + … + vn) / n, n = 100
Chậm nhất → nhanh nhất0 → 0 m/s
Lí thuyết √(8RT/πM)425 m/s
Chất khíOxygen (O₂)

Ở điều kiện chuẩn (273 K, 10⁵ Pa), phân tử oxygen chuyển động với tốc độ trung bình vào khoảng 400 m/s — đúng con số SGK tr.35.

Mô hình động học phân tử chất khí

  1. Chất khí cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng; lực liên kết giữa chúng rất yếu.
  2. Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn, không ngừng; chuyển động này càng nhanh thì nhiệt độ của khí càng cao.
  3. Khi chuyển động, các phân tử va chạm với nhau và với thành bình, gây áp suất lên thành bình.
Khí lí tưởng

Phân tử được coi là chất điểm, không tương tác khi chưa va chạm; va chạm là hoàn toàn đàn hồi. Mô phỏng này chạy đúng mô hình đó.

Lưu ý. v̄ là số trung bình, không phải tốc độ của mọi phân tử: ở 273 K có phân tử oxygen chỉ đi hơn 100 m/s, có phân tử vượt 1000 m/s. Tốc độ phân tử chỉ có ý nghĩa thống kê khi có rất nhiều phân tử. — Phân tử thật băng qua ô này chỉ trong ~37 phần nghìn tỉ giây, nên thời gian đã được làm chậm ~10¹¹ lần. — Hạt lớn màu tím là mô hình của hạt khói để thấy cơ chế chuyển động Brown; hạt khói thật cỡ µm, lớn hơn rất nhiều so với ô 15,6 nm này. Các phân tử khí thì được vẽ đúng tỉ lệ với khoảng cách giữa chúng.