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भौतिकी · शब्दावली

गतिज ताप; अवस्था समीकरण क्या है?

परिभाषा 20.7 विश्वविद्यालय भौतिकी — वर्ष 1 · अध्याय 20 — अणुगति सिद्धांत और आदर्श गैस

आदर्श गैस का ताप उसके अणुओं की माध्य गतिज ऊर्जा से परिभाषित होता है,

⟨ϵk⟩=12m⟨v2⟩=32kBT,\langle\epsilon_k\rangle = \tfrac12 m\langle v^2\rangle = \tfrac32 k_BT ,

अतः प्रमेय 20.6 के साथ मिलाने पर,

PV=NkBT=nRT,R=NAkB=8.314 J/(mol K),PV = Nk_BT = nRT, \qquad R = N_Ak_B = 8.314\,\mathrm{J}/(\mathrm{mol}\,\mathrm{K}) ,

यही आदर्श गैस का अवस्था समीकरण है। वर्ग-माध्य-मूल चाल u=⟨v2⟩=3kBT/m=3RT/Mu = \sqrt{\langle v^2\rangle} = \sqrt{3k_BT/m} = \sqrt{3RT/M} है, जहाँ MM मोलर द्रव्यमान है।

आदर्श गैस का क्लैपेरॉन आरेख: हर ताप पर समतापी वक्र कोई अतिपरवलय P = nRT/V होता है, और ऊँचे T के लिए ऊपर। कोई रूपांतरण इस तल में एक पथ है; और कोई चक्र, एक बंद पाश ()।
आदर्श गैस का क्लैपेरॉन आरेख: हर ताप पर समतापी वक्र कोई अतिपरवलय P=nRT/VP = nRT/V होता है, और ऊँचे TT के लिए ऊपर। कोई रूपांतरण इस तल में एक पथ है; और कोई चक्र, एक बंद पाश (अध्याय 24)।

उदाहरण

उदाहरण 20.8 (हवा के आँकड़े)

300 K300\,\mathrm{K} पर नाइट्रोजन: u=3×8.314×300/0.028=517 m/su = \sqrt{3 \times 8.314 \times 300/0.028} = 517\,\mathrm{m}/\mathrm{s}; हाइड्रोजन, 1930 m/s1930\,\mathrm{m}/\mathrm{s}; जो जितना भारी वह उतना ही धीमा, 1/M1/\sqrt M की तरह। 1 bar1\,\mathrm{bar} और 300 K300\,\mathrm{K} पर, n∗=P/kBT=2.4×1025 m−3n^* = P/k_BT = 2.4 \times 10^{25}\,\mathrm{m}^{-3}: यानी प्रति मोल 24 L24\,\mathrm{L}, और एक लीटर में 2.7×1022 2.7 \times 10^{22}\, अणु। 200 m3200\,\mathrm{m}^{3} की किसी कक्षा में: 8300 mol8300\,\mathrm{mol}, यानी 240 kg240\,\mathrm{kg} हवा।

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