Teoria cinetica e energia molecolare
La teoria cinetica dei gas si basa su alcune ipotesi fondamentali:
- Le molecole sono sfere rigide identiche distribuite uniformemente.
- Le dimensioni delle molecole sono trascurabili rispetto alle distanze percorse.
- Le molecole si muovono di moto rettilineo uniforme tra gli urti.
- Gli urti tra molecole e con le pareti sono perfettamente elastici.
- Sono possibili tutti i valori di velocità molecolare.
Formula: L'energia cinetica media di una molecola è data da Ec = ½mv², dove m è la massa della molecola e v la sua velocità.
La pressione esercitata dal gas è legata all'energia cinetica delle molecole:
Formula: P = ⅔(N/V)Ec_media
La temperatura assoluta è direttamente proporzionale all'energia cinetica media:
Formula: T = (2/3k)Ec_media
Highlight: Questa relazione tra temperatura ed energia cinetica è fondamentale per comprendere il comportamento microscopico dei gas.
L'energia interna totale di un gas monoatomico è data da:
Formula: E_tot = (3/2)NkT
Queste formule della teoria cinetica dei gas collegano le proprietà macroscopiche osservabili (pressione, temperatura) al comportamento microscopico delle molecole, fornendo una spiegazione profonda delle leggi dei gas perfetti.