P | N | T | Vol | N*T/V |
---|---|---|---|---|
a11 | a12 | a13 | a14 | a15 |
Temperatura | 75 |
p.V = n.R.T = N.T
kjer je: P tlak plina, V volumen plina, n množina plina, T temperatura plina, R univerzalna plinska konstanta
n= m/M, kjer je: m masa plina, M njegova molska masa
V tej animaciji velja, da je N = nR (številska vrednost Boltzmannove konstante je 1.38 10-23 J/K, v animacijah se privzame vrednost kB = 1 brez enote. R je univerzalna plinska konstanta 8310 J/K, T je absolutna temperatura v K, n je število molov snovi. Zaradi privzete vrednosti za kB je N potem številsko enak številu molekul v plinu oziroma enak temu številu, če izpustimo enoto).
Iz tega sledi plinska enačba za idealni plin v obliki pV = NT. Prikazane povprečne vrednosti, < >, so izračunane preko intervalov ene časovne enote. Povsod so uporabljene relativne enote.
Vsi delci v plinu nimajo enakih hitrosti. Temperatura plina je povezana s povprečno hitrostjo delcev, hitrosti delcev pa opišemo z Maxwell-Boltzmannovo porazdelitvijo. Gladka črna krivulja na grafu prikazuje Maxwell-Boltzmannovo porazdelitev pri dani temperaturi. Kaj se zgodi s porazdelitvijo, ko povišamo temperaturo? Porazdelitev se razširi in premakne proti desni (k večji povprečni hitrosti). Pri določeni temperaturi je porazdelitev hitrosti enolično določena. Kadar govorimo o karakteristični hitrosti delca pri določeni temperaturi, zato uporabimo enega od naslednjih izrazov (M je molska masa, m pa masa atoma):
povprečna hitrost: (8RT/πM)1/2 = (8kBT/πm)1/2
najbolj verjetna hitrost: (2RT/M)1/2 = (2kBT/m)1/2
povprečna hitrost po metodi korena povprečja kvadratov (RMS): (3RT/M)1/2 = (3kBT/m)1/2
Ne obstaja enostaven način za opis hitrosti, ker imamo porazdelitev hitrosti. To pomeni, da dokler veš, katero od karakterističnih hitrosti uporabljaš, lahko opišeš plin s katerokoli od navedenih. Različne karakteristične hitrosti so označene na grafu.