गैसों के काइनेटिक आणविक सिद्धांत

गैसों का गतिज सिद्धांत एक वैज्ञानिक मॉडल है जो गैस के भौतिक व्यवहार की व्याख्या करता है जो गैस बनाने वाले आणविक कणों की गति के रूप में होता है। इस मॉडल में, गैस बनाने वाले सबमर्स्रोस्कोपिक कण (परमाणु या अणु) लगातार अंदर घूम रहे हैं यादृच्छिक गति, लगातार न केवल एक-दूसरे के साथ बल्कि किसी भी कंटेनर के पक्षों से टकरा रही है जो गैस है भीतर। यह इस गति है जिसके परिणामस्वरूप गैस के भौतिक गुण जैसे कि गर्मी और दबाव.

गैसों के गतिज सिद्धांत को भी सिर्फ कहा जाता है काइनेटिक सिद्धांत, या गतिज मॉडल, या गतिज-आणविक मॉडल. यह कई मायनों में तरल पदार्थों के साथ-साथ गैस पर भी लागू हो सकता है। (का उदाहरण है ब्राउनियन गतिनीचे चर्चा की गई, गतिज सिद्धांत को तरल पदार्थों पर लागू किया गया।)

ग्रीक दार्शनिक ल्यूक्रेटियस परमाणुवाद के प्रारंभिक रूप के एक प्रस्तावक थे, हालांकि यह काफी हद तक था गैर-परमाणु कार्य पर निर्मित गैसों के एक भौतिक मॉडल के पक्ष में कई शताब्दियों के लिए त्याग दिया गया का अरस्तू. छोटे कणों के रूप में पदार्थ के सिद्धांत के बिना, इस अरस्तू के ढांचे के भीतर गतिज सिद्धांत विकसित नहीं हुआ।

डैनियल बर्नौली के काम ने उनके 1838 के प्रकाशन के साथ यूरोपीय दर्शकों के लिए गतिज सिद्धांत प्रस्तुत किया Hydrodynamica. उस समय, ऊर्जा के संरक्षण जैसे सिद्धांत भी स्थापित नहीं किए गए थे, और इसलिए उनके बहुत सारे दृष्टिकोण व्यापक रूप से नहीं अपनाए गए थे। अगली शताब्दी के दौरान, गतिज सिद्धांत वैज्ञानिकों के बीच अधिक व्यापक रूप से अपनाया गया, वैज्ञानिकों के प्रति बढ़ते रुझान के हिस्से के रूप में परमाणुओं से बना पदार्थ के आधुनिक दृष्टिकोण को अपनाना।

प्रयोगात्मक रूप से गतिज सिद्धांत की पुष्टि करने वाले लिंचपिनों में से एक, और परमाणुवाद सामान्य है, ब्राउनियन गति से संबंधित था। यह एक तरल में निलंबित एक छोटे कण की गति है, जिसके तहत एक माइक्रोस्कोप के तहत यादृच्छिक रूप से झटका लगता है। एक प्रशंसित 1905 के पेपर में, अल्बर्ट आइंस्टीन तरल से बने कणों के साथ यादृच्छिक टक्करों के संदर्भ में ब्राउनियन गति को समझाया। यह पेपर आइंस्टीन का परिणाम था डॉक्टरेट थीसिस काम, जहां उन्होंने समस्या के सांख्यिकीय तरीकों को लागू करके एक प्रसार सूत्र बनाया। इसी तरह का परिणाम स्वतंत्र रूप से पोलिश भौतिक विज्ञानी मैरियन स्मोलोचोव्स्की द्वारा किया गया था, जिन्होंने 1906 में अपना काम प्रकाशित किया था। साथ में, गतिज सिद्धांत के इन अनुप्रयोगों ने इस विचार का समर्थन करने के लिए एक लंबा रास्ता तय किया कि तरल पदार्थ और गैस (और, संभावना है, ठोस भी) छोटे कणों से बने होते हैं।

गतिज सिद्धांत में कई मान्यताओं को शामिल किया गया है जो कि किसी के बारे में बात करने में सक्षम होने पर ध्यान केंद्रित करते हैं आदर्श गैस.

• अणु को बिंदु कणों के रूप में माना जाता है। विशेष रूप से, इसका एक निहितार्थ यह है कि कणों के बीच की औसत दूरी की तुलना में उनका आकार बहुत छोटा है।
• अणुओं की संख्या (एन) बहुत बड़ा है, इस हद तक कि व्यक्तिगत कण व्यवहार को ट्रैक करना संभव नहीं है। इसके बजाय, प्रणाली के व्यवहार का विश्लेषण करने के लिए सांख्यिकीय तरीके लागू होते हैं।
• प्रत्येक अणु को किसी भी अन्य अणु के समान माना जाता है। वे अपने विभिन्न गुणों के मामले में विनिमेय हैं। यह फिर से इस विचार का समर्थन करने में मदद करता है कि व्यक्तिगत कणों को ट्रैक करने की आवश्यकता नहीं है, और यह कि सिद्धांत के सांख्यिकीय तरीके निष्कर्ष और भविष्यवाणियों पर पहुंचने के लिए पर्याप्त हैं।
• अणु निरंतर, यादृच्छिक गति में हैं। वे मानते हैं न्यूटन के गति के नियम.
• कणों के बीच और गैस के लिए एक कंटेनर के कणों और दीवारों के बीच टकराव पूरी तरह से होते हैं लोचदार टकराव.
• गैसों के कंटेनरों की दीवारों को पूरी तरह से कठोर माना जाता है, वे नहीं चलते हैं, और असीम रूप से बड़े पैमाने पर होते हैं (कणों की तुलना में)।

इन मान्यताओं का परिणाम है कि आपके पास एक कंटेनर के भीतर एक गैस है जो कंटेनर के भीतर यादृच्छिक रूप से घूमता है। जब गैस के कण कंटेनर के किनारे से टकराते हैं, तो वे कंटेनर के किनारे से एक में उछलते हैं पूरी तरह से लोचदार टकराव, जिसका अर्थ है कि यदि वे 30 डिग्री के कोण पर हमला करते हैं, तो वे 30 डिग्री पर उछलेंगे कोण। कंटेनर के किनारे पर उनके वेग का घटक दिशा बदलता है लेकिन उसी परिमाण को बनाए रखता है।

गैसों का गतिज सिद्धांत महत्वपूर्ण है, जिसमें ऊपर की मान्यताओं का सेट हमें आदर्श गैस कानून या आदर्श गैस समीकरण प्राप्त करने के लिए प्रेरित करता है, जो दबाव से संबंधित है (पी), आयतन (वी), और तापमान (टी), बोल्ट्जमान स्थिरांक के संदर्भ में (क) और अणुओं की संख्या (एन). परिणामी आदर्श गैस समीकरण है:

पीवी = NKT