1. ИЗМЕРЕНИЕ
СКОРОСТЕЙ МОЛЕКУЛ
ГАЗА
Зная температуру, нетрудно вычислить среднюю
кинетическую энергию молекул газа. После этого
легко вычислить и среднюю скорость молекулы. А
можно ли эту скорость измерить?
2. Средняя скорость теплового
движения молекул.
Поставив второе уравнение в первое ,мы получили выражение для
среднего квадрата скорости.
Для определения средней квадратичной скорости, выразим
квадратный корень из ранее получившейся формулы.
3. Траектория молекулы.
Из-за столкновения молекул траектория каждой молекулы представляет
собой запутанную ломаную линию. Большие скорости молекула имеет на
прямолинейных отрезках ломаной.
Перемещение же молекулы в
каком-либо направлении в
среднем невелико даже за
время порядка нескольких
минут. Вот и получается, что
при перемещении молекулы
из точки А в точку В
пройденный ею путь
оказывается гораздо больше
расстояния АВ.
4. Экспериментальное определение
скоростей молекул.
Опыты по определению скоростей
молекул доказали справедливость
формулы. Одним из опытов был
предложен и осуществлен О.Штерном в
1920 г.
Прибор Штерна состоит из двух
коаксиальных цилиндров А и В,
жестко связанных друг с другом.
Цилиндры могут вращаться с
постоянной угловой скоростью.
Вдоль оси малого цилиндра
натянута тонкая платиновая
проволочка, покрытая слоем
серебра.
5. Опыт О.Штерна.
Вначале прибор неподвижен. При прохождении тока по нити
слой серебра испаряется и внутренний цилиндр заполняется
газом из атомов серебра. Некоторые атомы пролетают через
щель и, достигнув внутренней поверхности цилиндра,
осаждаются на ней. В результате прямо против щели
образуется узкая полоска серебра.
Затем цилиндры приводят
во вращение с большим
числом оборотов в
секунду ( до 1500 1/с). В
результате атомы серебра
оседают на некотором
расстоянии от щели.
6. Опыт О.Штерна.
Если через vв обозначить модуль скорости вращения точек
поверхности внешнего цилиндра, то
В действительности не все атомы серебра имеют одну и ту же
скорость. Поэтому расстояния для различных атомов будут
отличаться. Расстоянию будет соответствовать средняя скорость
атомов:
Подставляя в эту формулу значение времени из 1 формулы,
получим
