Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

39 2.3. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Молекулярно-кинетическая теория газов позволяет установить связь между термодинамическими параметрами состояния газа и характеристиками движения его молекул. Вычислим давление, производимое газом на стенки сосуда, в котором он заключен. Согласно кинетической теории давление газа на стенки сосуда возникает в результате непрерывных ударов о них отдельных молекул. Пусть в сосуде (ячейке прямоугольной формы) содержится N молекул (частиц). Рассмотрим одну молекулу массой m , отскакивающую при ударе от левой стенки сосуда объемом: V = S  l , (2.3) где S – площадь стенки; l – длина ячейки. Средняя сила, действующая на стенку на протяжении времени  , равна: x x p F    , (2.4) где  p x – изменение импульса молекулы после удара об стенку. В результате соударения импульс молекулы изменяется на ве- личину:  p x = mv x – (– mv x ) = 2 mv x . (2.5) Так как время между двумя соударениями молекулы с этой стен- кой составляет: 2 x l v   , (2.6) то на стенку со стороны одной молекулы действует средняя сила: 2 2 2 : x x x x mv l F mv v l   . (2.7) Здесь 2 x v – усредненный по всем частицам квадрат скорости. Эта величина называется средней квадратичной скоростью в направ- лении оси Х (рис. 2.2).