Ideaalse gaasi rõhk

10. klass > Füüsika > 2. Mehaanika

Ideaalne gaas on reaalse gaasi lihtsustatud mudel kus: (1) gaasimolekulid loetakse punktmassideks; (2) molekulide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed; (3) molekulide vahel puudub vastastikmõju ehk teiste sõnadega: (1) molekulide ruumala jäetakse arvestamata, (2) anuma seinaga põrkudes muutub ainult molekuli kiiruse suund, suurus jääb samaks ning (3) gaasimolekulide vahel ei mõju tõmbe- ega tõukejõude.

Ideaalse gaasi molekulid põrkuvad anuma seintega, nende liikumishulk (impulss) muutub ning seetõttu mõjutavad gaasimolekulid seina mingi jõuga.

Rõhk iseloomustab jõu (mida gaasimolekulid põrkudes seinaga avaldavad) mõju pinnaühikule:

205

Millest sõltub gaasimolekulide poolt anuma seintele avaldatav jõud?

(1) osakeste liikumiskiirusest: mida kiiremini osake liigub à seda rohkem muutub põrkudes osakese liikumishulk à seda suurem on seinale avaldatav jõud à seda suurem on rõhk

(2) osakese massist: mida suurem on osakese mass à seda suuremat mõju ta seinaga põrkudes avaldab à seda suurem on jõud à seda suurem on rõhk;

(3) osakeste kontsentratsioonist: mida rohkem on osakesi ruumalaühikus à seda rohkem põrkeid à seda suurem jõud seinale mõjub à seda suurem on rõhk.

206

Ülaltoodut arvestades saab näidata, et ideaalse gaasi molekulide poolt anuma ja seintele avaldatav rõhk, mis on kõikides suundades ühe­su­gune, on arvutatav valmist:

207

kus: p – ideaalse gaasi poolt anuma seintele avaldatav rõhk, n – molekulide kontsentratsioon n=N/V (N– osakeste arv anumas; V – anuma ruumala), mõõdetühikuks  1m-3 – loe osakest kuupmeetri kohta, m0 – molekuli mass ning 12  molekulide ruutkeskmine kiirus, mis sisuliselt on kõikide gaasimolekulide kiiruste ruutude aritmeetiline keskmine ning sõltub sellest millise gaasiga on tegu ning eelkõige sellest, milline on selle gaasi temperatuur:

208

 

ANIMATSIOON:

Gaasi koostis