Cấu tạo chất, thuyết động học phân tử

Dụng cụ

• Bình kín ảo chứa các chấm phân tử chuyển động ngẫu nhiên
• Thanh trượt nhiệt độ điều chỉnh vận tốc đặc trưng của phân tử
• Thanh trượt số phân tử N trong bình
• Thành bình và bảng đọc va chạm/áp suất

Các bước tiến hành

1. Quan sát chuyển động nhiệt

   Chạy mô phỏng ở nhiệt độ trung bình và theo dõi một phân tử: quỹ đạo gấp khúc, đổi hướng sau mỗi va chạm với phân tử khác hoặc thành bình. Mỗi va chạm thành bình truyền xung lượng — trung bình các xung này tạo áp suất.

2. Tăng nhiệt độ

   Kéo thanh trượt nhiệt độ lên và quan sát: các phân tử chuyển động nhanh hơn, tần suất và độ mạnh va chạm thành bình tăng. Vì vận tốc đặc trưng tỉ lệ $\sqrt{T}$, động năng trung bình tỉ lệ thuận T — đúng $\langle E_{\text{trans}}\rangle = \frac{3}{2}k_BT$.

3. Đổi số phân tử

   Giữ T cố định rồi tăng N: mật độ va chạm lên thành bình tăng tỉ lệ, nên áp suất tăng theo $pV = Nk_BT$. Dự đoán trước áp suất khi gấp đôi N ở cùng V, T rồi đối chiếu với hình.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Nhà vật lý liên quan

Chủ đề liên quan trong thư viện