Základní poznatky molekulové fyziky a termodynamiky
Vnitřní energie, práce a teplo
Struktura a vlastnosti plynů
Kruhový děj s ideálním plynem
Struktura a vlastnosti pevných látek
Struktura a vlastnosti kapalin
Změny skupenství látek
Vznik elektrického proudu
Elektrický proud v kovech
Elektrický proud v polovodičích
Elektrycký proud v elektrolytech
Elektrický proud v plynech a ve vakuu
3. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

Molekuly plynu, který je v rovnovážném stavu nemají v určitém okamžiku stejnou rychlost. Známe-li rozdělení molekul podle rychlosti, můžeme vypočítat střední kvadratickou rychlost molekul ze vztahu


vk2 = (N1v12 + N2v22 + ... + Nivi2).N -1.

Střední kvadratická rychlost vk závisí na termodynamické teplotě T podle vztahu


vk = (3kT.m0 -1)

kde k 1,38.10x-23x J.K -1 je Boltzmannova konstanta a m0 hmotnost molekuly.

Pro střední kinetickou energii E0, kterou má molekula v důsledku neuspořádaného posuvného pohybu, platí


E0 = 0,5m0vk2 = 3/2kT.

Základní rovnice pro tlak ideálního plynu je


p = 1/3NVm00v02.

kde NV je hustota molekul, m0 hmotnost molekuly a vk střední kvadratická rychlost molekul.

Stavovou rovnici ideálního plynu můžeme psát ve tvarech


pV = NkT,

pV = m.Mm -1.RmT,

pV = nRmT,

kde Rm 8,31 J.K -1.mol -1 je molární plynová konstanta.

Při stavové změně ideálního plynu stálé hmotnosti platí


pV.T -1 = konst.

Izotermický děj s ideálním plynem:


T = konst.    pV = konst.   zákon Boylův - Mariottův

Izochorický děj s ideálním plynem:


V = konst.   p.V -1 = konst.   zákon Charlesův

Izobarický děj s ideálním plynem:


p = konst.   V.T -1 = konst.   zákon Gay - Lussacův

Měrná tepelná kapacita plynu při stálém objemu a tlaku cV a cp je definována vztahy


cV = QV.(mT) -1;   cp = Qp(mT) -1.

Pro adiabatický děj s ideálním plynem (Q = 0) platí Poissonův zákon


pVx = konst.,

kde KAX = cp.cV -1 je Poissonova konstanta.

Z Poissonova zákona a ze stasvové rovnice lze pro adiabatický děj s ideálním plynem odvodit vztah


T1V1 x-1 = T2V2 x-1.
1