気体分子運動モデル実験器
気体粒子はあらゆる方向に絶えず移動しまる。しかし、我々はこれらの気体を観察することはできません。気体粒子が非常に小さいからです。
気体分子運動モデル 実験機はこのように見えない気体粒子を鉄玉などに置き換えて目で確認できるように作ったものです。
気体分子運動モデル実験器のたとえ
- モーターのスピードが増加すると、鉄玉の振動が活発になります。これは、温度が上昇するにつれて気体粒子の運動が活発になることに例えられます。
- 鉄玉が上部ピストンを押し上げることは、気体の圧力に例えることができます。
- 鉄玉は衝突して互いに押し出すことができるだけで、互いに引っ張ることができません。同様に、理想的な気体粒子は衝突して互いに押し出すことができるだけで、互いに引っ張ることができません。
- 活発に動く鉄玉の間には多くの空きスペースがあります。このように、気体の体積は気体の粒径ではなく、気体が占める空間の大きさである。
- 鉄玉の振動が活発になると占めるスペースが増えます。これは、気体の温度が上昇するほど気体の体積が大きくなることに例えることができます。
気体分子運動実験器の欠点
気体分子運動モデル実験器は気体粒子を完全に例えることはできません。
気体粒子は容器壁と完全弾性衝突をするのに比べて、鉄玉は容器壁と非弾性衝突をしながら速度が徐々に減少するためです。したがって、装置の下部にモーターを装置し、減少した運動エネルギーを補充します。
モーターの回転速度と体積が互いに比例しないようです。
気体の圧力が一定の場合、理想的な気体の体積は温度に比例します。 気体温度は気体粒子の運動エネルギーに比例し、粒子の運動エネルギーは速度の二乗に比例します。このため、粒子の速度と気体の体積は互いに比例しません。すなわち、気体の体積は粒子運動速度の二乗に比例する。詳細な理由は自分で探検してみてください。