Sisu
- Kineetilise teooria eeldused.
- Kineetilise teooria abil selgitatud gaaside omadused.
- Täiusliku gaasi seadus.
- Kõrvalekalded gaasi täiuslikust käitumisest.
Kineetiline molekulaarteooria, tuntud ka kui gaaside kineetiline teooria, on võimas mudel, mille eesmärk on selgitada gaasi mõõdetavaid omadusi seoses gaasiosakeste väikeste liikumistega. Kineetiline teooria selgitab gaaside omadusi nende osakeste liikumise osas. Kineetiline teooria põhineb paljudel eeldustel ja seetõttu on see ligikaudne mudel.
Kineetilise teooria eeldused.
Kineetilise mudeli gaase peetakse täiuslikuks. Täiuslikud gaasid koosnevad molekulidest, mis liiguvad täielikult juhuslikult ega lõpe kunagi. Kõik gaasiosakeste kokkupõrked on täiesti elastsed, mis tähendab, et energiat ei kaota. (Kui see poleks nii, siis kuluks gaasimolekulidel lõpuks energia ja koguneks nende anuma põrandale.) Järgmine eeldus on, et molekulide suurus on tühine, st nende diameeter on põhimõtteliselt null. See kehtib peaaegu väga väikeste monoatomiliste gaaside, näiteks heeliumi, neooni või argooni kohta. Viimane eeldus on, et gaasimolekulid ei interakteeru, välja arvatud siis, kui nad põrkuvad. Kineetiline teooria ei arvesta molekulide vahel esinevaid elektrostaatilisi jõude.
Kineetilise teooria abil selgitatud gaaside omadused.
Gaasil on kolm sisemist omadust: rõhk, temperatuur ja maht. Need kolm omadust on üksteisega seotud ja neid saab seletada kineetilise teooria abil. Surve põhjustavad osakesed, mis löövad gaasimahuti seina. Mittejäiga mahuti, näiteks õhupall, laieneb, kuni ballooni sees olev gaasirõhk on võrdne õhupalli välisküljel oleva gaasi rõhuga. Kui gaasi rõhk on madal, on kokkupõrgete arv väiksem kui kõrge rõhu korral. Gaasi temperatuuri tõstmine kindla mahu korral suurendab ka gaasi rõhku, kuna kuumus põhjustab osakeste kiiremat liikumist. Samamoodi vähendab gaasi liikumise mahu laiendamine nii tema rõhku kui ka temperatuuri.
Täiusliku gaasi seadus.
Robert Boyle oli üks esimesi, kes avastas seosed gaaside omaduste vahel. Boylesi seaduses öeldakse, et a püsival temperatuuril on gaasi rõhk pöördvõrdeline selle mahuga. Charlesi seadus, kui Jacques Charles kaalus temperatuuri, leides, et fikseeritud rõhu korral on gaasi maht võrdeline tema temperatuuriga.Need võrrandid ühendati, et saada ühe mooli gaasi jaoks täiuslik gaasivõrrand: pV = RT, kus p on rõhk, V on maht, T on temperatuur ja R on gaasi universaalne konstant.
Kõrvalekalded gaasi täiuslikust käitumisest.
Täiuslik gaasiseadus töötab hästi madala rõhu korral. Kõrge rõhu või madala temperatuuri korral satuvad gaasimolekulid vastastoimele piisavalt lähedale; just need interaktsioonid põhjustavad gaaside kondenseerumise vedelikeks ja ilma nendeta oleks kogu aine gaasiline. Neid interaktoomilisi vastasmõjusid nimetatakse Van der Waalsi jõududeks. Järelikult saab täiusliku gaasivõrrandit modifitseerida, et lisada komponent molekulidevaheliste jõudude kirjeldamiseks. Seda keerulisemat võrrandit nimetatakse oleku Van der Waalsi võrrandiks.