Natuurkunde · Begrippenlijst

Wat is Microscopische en macroscopische schaal?

Definitie 20.1 Universitaire natuurkunde — jaar 1 · Hoofdstuk 20 — Kinetische theorie en het ideale gas

Op de microscopische schaal bestaat materie uit moleculen: 1mol1\,\mathrm{mol} bevat er NA=6.02×1023N_A = 6.02 \times 10^{23}\,, elk ongeveer 0.3nm0.3\,\mathrm{nm} groot; in een gas onder gewone omstandigheden liggen zij 3nm3\,\mathrm{nm} uit elkaar, bewegen zij met honderden meters per seconde en botsen zij ongeveer elke 70nm70\,\mathrm{nm}. Op de macroscopische schaal wordt een systeem beschreven door enkele toestandsgroothedendruk PP, volume VV, temperatuur TT, hoeveelheid stof nn — die gemiddelden zijn over enorme aantallen moleculen. Een grootheid is extensief als zij verdubbelt wanneer het systeem verdubbelt (VV, nn, massa, energie), en intensief als zij dat niet doet (PP, TT, dichtheid).

Voorbeelden

Voorbeeld 20.8 (Getallen voor lucht)

Stikstof bij 300K300\,\mathrm{K}: u=3×8.314×300/0.028=517m/su = \sqrt{3 \times 8.314 \times 300/0.028} = 517\,\mathrm{m}/\mathrm{s}; waterstof, 1930m/s1930\,\mathrm{m}/\mathrm{s}; hoe zwaarder, hoe trager, als 1/M1/\sqrt M. Bij 1bar1\,\mathrm{bar} en 300K300\,\mathrm{K} is n=P/kBT=2.4×1025m3n^* = P/k_BT = 2.4 \times 10^{25}\,\mathrm{m}^{-3}: 24L24\,\mathrm{L} per mol, 2.7×10222.7 \times 10^{22}\, moleculen in een liter. Een klaslokaal van 200m3200\,\mathrm{m}^{3}: 8300mol8300\,\mathrm{mol}, 240kg240\,\mathrm{kg} lucht.

Lees in het hoofdstuk →