물리학. 더운.
용기 벽에 대한 단일 분자의 충격
p = mv - (-mv) = 2mv = f*t
여기서 f는 단일 분자의 우연한 충돌 벽에 가해지는 힘
그리고 t는 작용 시간을 나타냅니다.
p = 2mv f를 찾기 위해서는 시간 t를 알아야 하는 것으로 알려져 있습니다.
그러나 이러한 생각은 실제로 압력의 미시적 원리를 오해한 것입니다.
단일 분자의 경우 벽과의 충돌은 무작위적이고 간헐적입니다. 충돌이 발생한 구간에서는 벽에 작용하는 힘이 f이고, 충돌이 발생하지 않은 구간에서는 f=0이다.
많은 수의 분자가 장치의 벽에 충돌하는 경우, 많은 수의 분자가 벽에 가하는 힘은
F = f1이라고 생각할 수 있습니까? f2 f3...?
그런 설명은 분명히 비과학적입니다. 분자가 동시에 벽과 충돌할 수 없기 때문입니다. 수많은 분자로 이루어진 개체가 벽에 충돌하는 순간은 우연이며 수학적으로도 설명할 수 없는 순간이다.
특정 순간의 분자 충돌기 벽 수는 설명할 수 없지만 T 기간 내에 분자 충돌기 벽의 수는 통계적으로 설명할 수 있습니다.
이 질문에 대해 컨테이너 벽에 영역 S가 있다고 가정해 보겠습니다. 그러면 S를 밑면으로 하고 vT를 높이로 하는 원통 내에서 S를 향해 이동하는 가스 분자(총 수는 N으로 기록됨)가 S와 충돌할 수 있습니다.
단일 분자가 생성하는 충돌 충격량은 2mv입니다.
그러면 T 시간 동안 N개의 분자가 생성한 충격량은 P = 2mvN입니다. 수많은 분자들의 지속적인 충돌로 발생하는 충격량
F = P/T
위의 설명이 가스압력의 본질을 이해하는 데 도움이 되기를 바랍니다.
F = f1 f2 …… fN = (p1 p2 …… pN)/t = 2mvN/t가 아닙니다
이어야 합니다
F = (f1 *t1 f2*t2 f3*t3 …… )/T
= (2mv 2mv …… ) /T
= 2mvN/T
F 벽에 분자가 무작위로 충돌하여 생성되는 지속적이고 중단없는 힘입니다.
이 공식에서 우리는 단일 분자 충돌기 벽에 의해 생성되는 힘에 신경 쓰지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 오히려 우리는 거시적으로 T 시간 동안 많은 수의 분자가 지속적으로 충돌하여 생성된 총 충격량 2mvN에 관심을 가집니다. 그리고 해당 지속 평균 충격량 F = 총 충격량/시간 = 2mvN/T
F = 2mvN/T
N = S*vT*n/6
p>
F = 2mvSvTn/(6T) = n mv^2 S/3
압력 F/S = n mv^2 /3
여기서 m은 이산화탄소 분자의 질량, m = u/NA
(물론 구체적인 답변에 관해서는 그렇게 많은 분석 단어가 필요하지 않습니다.)