**Кінеты́чная тэо́рыя газаў** тлумачыць тэрмадынамічныя ўласцівасці рэчываў у газападобным стане, зыходзячы з іх малекулярнай будовы і таго, што кожная малекула газу рухаецца па законах механікі. Яна прыдатная для цел, уласцівасці якіх адпавядаюць уласцівасцям ідэальных газаў.

Асноўныя палажэнні малекулярна-кінетычнай тэорыі
------------------------------------------------

Малекулярна-кінэтычная тэорыя (скарочана МКТ) узнікла ў XIX стагоддзі і якая разглядае будову рэчыва, у асноўным газаў, з пункту гледжання трох асноўных набліжана верных палажэнняў:

1. Рэчыва мае дыскрэтную будову, г. зн. складаецца з мікраскапічных часціц часціц: атамаў, малекул і іонаў;
2. Часціцы рэчыва знаходзяцца ў бесперапынным хаатычным руху (цеплавым);
3. Часціцы рэчыва ўзаемадзейнічаюць паміж сабой шляхам абсалютна пругкіх сутыкненняў;

МКТ у свой час была адной з самых паспяховых фізічных тэорый і была пацверджана цэлым шэрагам вопытных фактаў. Асноўнымі доказамі палажэнняў МКТ сталі:

1. Дыфузія;
2. Броўнаўскі рух;
3. Змяненне агрэгатных станаў рэчыва;

На аснове МКТ развіты цэлы шэраг раздзелаў сучаснай фізікі, у прыватнасці, фізічная кінетыка і статыстычная механіка. У гэтых раздзелах фізікі вывучаюцца не толькі малекулярныя (атамныя або іонныя) сістэмы, якія знаходзяцца не толькі ў «цеплавым» руху, і ўзаемадзейнічаюць не толькі праз абсалютна пругкія сутыкнення. Асноўнае ўраўненне МКТ звязвае макраскапічныя параметры (ціск, аб’ём, тэмпература) тэрмадынамічнай сістэмы з мікраскапічнымі (маса малекул, сярэдняя хуткасць іх руху).

Асноўнае ўраўненне кінетычнай тэорыі
------------------------------------

Асноўнае ўраўне́нне кінетычнай тэорыі вызначае залежнасць ціску газу ад кінетычнай энергіі яго малекул. З гэтага ўраўнення вынікае, што тэмпература цела ёсць мера кінетычнай энергіі яго часціц.

{\displaystyle p={\frac {\rho {\bar {v}}^{2}}{3}}}

дзе {\displaystyle \rho } — шчыльнасць газа; {\displaystyle <v>} — сярэднеквадратычная хуткасць руху яго малекул.

### Вывад

Разгледзім ідэальны газ, які знаходзіцца ў зачыненым сасудзе, які мае форму паралелепіпеда са сценкамі плошчы {\displaystyle S}, адлегласць між якімі складае {\displaystyle l}.

Сутыкненні малекул са сценкамі з'яўляюцца пругкімі. Гэта значыць, што малекулы захоўваюць сваю хуткасць, яле змяняюць яе напрамак на супрацьлеглы (дакладней, змяняецца на супрацьлеглую велічыня праекцыі вектара хуткасці {\displaystyle v\_{x\_{i}}} на напрамак нармалі да сценкі. Змяненне імпульса малекулы пры гэтым складае

{\displaystyle \Delta p\_{i}=2m\_{i}v\_{x\_{i}}}

дзе {\displaystyle m\_{i}} — маса малекулы.

Сутыкненні малекулы са сценкай адбываюцца праз час

{\displaystyle \Delta t\_{i}={\frac {2l}{v}}\_{x\_{i}}}

Адсюль вынікае, што сярэдняя сіла, з якой малекула ўздзейнічае на сценку, складае

{\displaystyle F\_{i}={\frac {\Delta p\_{i}}{\Delta t\_{i}}}={\frac {m\_{i}v\_{x\_{i}}^{2}}{l}}}

Агульная сіла ўздзеяння газу на сценку складаецца з N складнікаў, дзе N — колькасць малекул у сасудзе.

{\displaystyle F=\sum \limits \_{i=1}^{N}F\_{i}=\sum \limits \_{i=1}^{N}{\frac {m\_{i}v\_{x\_{i}}^{2}}{l}}={\frac {m\_{i}}{l}}\sum \limits \_{i=1}^{N}{v\_{x\_{i}}^{2}}={\frac {Nm\_{i}{{\bar {v}}\_{x}}^{2}}{l}}}

дзе {\displaystyle {\bar {v}}\_{x}} — сярэднеквадратычная хуткасць руху малекул па восі x.

Калі выразіць колькасць малекул праз іх канцэнтрацыю n (колькасць, аднесеную да аб'ёму), атрымаем

{\displaystyle F={\frac {nVm\_{i}{{\bar {v}}\_{x}}^{2}}{l}}=nSm\_{i}{{\bar {v}}\_{x}}^{2}=\rho S{{\bar {v}}\_{x}}^{2}}

дзе V — аб'ём сасуда, {\displaystyle \rho } — шчыльнасць газу.

Паколькі ціск — гэта сіла, аднесеная да плошчы, то

{\displaystyle p=\rho {{\bar {v}}\_{x}}^{2}}

Паколькі {\displaystyle {\bar {v}}\_{x}={\bar {v}}\_{y}={\bar {v}}\_{z}} і, у той жа час, {\displaystyle {{\bar {v}}\_{x}}^{2}+{{\bar {v}}\_{y}}^{2}+{{\bar {v}}\_{z}}^{2}={\bar {v}}^{2}}, то {\displaystyle {{\bar {v}}\_{x}}^{2}={{\bar {v}}\_{y}}^{2}={{\bar {v}}\_{z}}^{2}={\frac {{\bar {v}}^{2}}{3}}}

Такім чынам,

{\displaystyle p={\frac {\rho {\bar {v}}^{2}}{3}}}

Гл. таксама
-----------

* Фізічная кінетыка
* Статыстычная механіка
* Статыстычная фізіка

Зноскі
------

1. ↑  Фізіка: вучэб. дапам. для 10-га кл. устаноў агул. сярэд. адукацыі з беларус. мовай навучання / А. У. Грамыка і інш.; пер. з рускай мовы М. Н. Гальпяровіча, Т. У. Данілавай, Г. І. Кашэўнікавай. — Мн.: Адукацыя і выхаванне, 2013. — 272 с.: іл. ISBN 978-985-471-584-1

Літаратура
----------

* *Гиршфельд Дж. Кертисс Ч. Берд Р.* Молекулярная теория газов и жидкостей. М. 1961.  (руск.)
* *Френкель Я. И.* Кинетическая теория жидкостей. Л. 1975.  (руск.)
* *Кикоин А. К. Кикоин И. К.* Молекулярная физика. М. 1976.  (руск.)
* *Раманаў Г. С.* Кінетычная тэорыя газаў // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 8: Канто — Кулі / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 1999. — Т. 8. — 576 с. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0144-3 (т. 8).

|  |  |
| --- | --- |
| ⚙️   Слоўнікі і энцыклапедыі | Вялікая нарвежская · Вялікая расійская (старая версія) · Бракгаўза і Эфрона · Кругасвет · Малы Бракгаўза і Эфрона · Britannica (онлайн) |
| Нарматыўны кантроль | BNF: 12654028v · GND: 4163881-5 · LCCN: sh85053402 · NDL: 00566026 · NKC: ph121583 |