Kinetická teória fyziky plynov

Kinetická teória plynov, teória založená na zjednodušenom molekulárnom alebo časticovom popise plynu, z ktorého je možné odvodiť veľa hrubých vlastností plynu.

plyn: Kinetická teória plynov

Cieľom kinetickej teórie je vysvetliť vlastnosti plynov z hľadiska síl medzi molekulami za predpokladu, že ich pohyby

Britský vedec James Clerk Maxwell a rakúsky fyzik Ludwig Boltzmann v 19. storočí viedli k vytvoreniu teórie, ktorá sa stala jedným z najdôležitejších konceptov modernej vedy.

Najjednoduchší kinetický model je založený na predpokladoch, že: (1) plyn sa skladá z veľkého počtu identických molekúl pohybujúcich sa v náhodných smeroch, oddelených vzdialenosťami, ktoré sú veľké v porovnaní s ich veľkosťou; (2) molekuly podliehajú dokonale elastickým zrážkam (bez straty energie) navzájom a so stenami zásobníka, inak sa vzájomne neovplyvňujú; a (3) prenos kinetickej energie medzi molekulami je teplo. Tieto zjednodušujúce predpoklady dávajú vlastnosti plynov do rozsahu matematického spracovania.

Takýto model opisuje dokonalý plyn a je primeranou aproximáciou skutočného plynu, najmä v medziach extrémneho riedenia a vysokej teploty. Takýto zjednodušený opis však nie je dostatočne presný na to, aby zodpovedal chovaniu plynov pri vysokých hustotách.

Na základe kinetickej teórie možno tlak na steny zásobníka kvantitatívne pripísať náhodným zrážkam molekúl, ktorých priemerná energia závisí od teploty plynu. Tlak plynu môže teda priamo súvisieť s teplotou a hustotou. Dá sa odvodiť mnoho ďalších hrubých vlastností plynu, ako je viskozita, tepelná a elektrická vodivosť, difúzia, tepelná kapacita a mobilita. Na vysvetlenie pozorovaných odchýlok od dokonalého správania sa plynu, ako je kondenzácia, sa predpoklady musia primerane zmeniť. Tým sa získal značný prehľad o povahe molekulárnej dynamiky a interakcií.