1. Temperatura ed energia cinetica:
* direttamente proporzionale: La temperatura è una misura dell'energia cinetica media delle molecole di gas. Maggiore è la temperatura, più velocemente le molecole si muovono in media, con conseguente maggiore energia cinetica.
* Scala Kelvin: La relazione tra temperatura e energia cinetica è lineare, ma solo quando si utilizza la scala Kelvin (temperatura assoluta). Questo perché la scala Kelvin inizia a Absolute Zero, in cui le molecole hanno energia cinetica zero.
2. Energia cinetica e velocità:
* correlato dalla massa: L'energia cinetica è direttamente proporzionale al quadrato della velocità delle molecole. Tuttavia, è importante considerare la massa delle molecole. Molecole più chiare si muovono più velocemente alla stessa temperatura delle molecole più pesanti.
3. Temperatura e velocità:
* Velocità di radice-media-quadrato: La velocità media delle molecole di gas non è una media semplice, ma una "velocità di radice-media" (velocità RMS). Questo perché le velocità delle singole molecole variano e alcune si muovono molto più velocemente di altre.
* Maxwell-Boltzmann Distribuzione: La distribuzione delle velocità molecolari a una data temperatura segue una curva a forma di campana chiamata Distribuzione Maxwell-Boltzmann. Ciò significa che c'è una gamma di velocità, con un picco alla velocità più probabile.
Riepilogo:
* Temperature più elevate significano un'energia cinetica media più elevata.
* Energia cinetica più alta significa una velocità molecolare media più veloce.
* La velocità delle singole molecole varia, ma la velocità media è correlata alla temperatura e alla massa molecolare.
Equazioni chiave:
* Energia cinetica (KE) =1/2 * MV² (m =massa, v =velocità)
* ke medio =(3/2) * k * t (k =costante di Boltzmann, t =temperatura in Kelvin)
Implicazioni:
* Questa relazione spiega perché i gas si espandono quando riscaldati. L'aumento dell'energia cinetica porta a più collisioni con le pareti del contenitore, aumentando la pressione.
* Spiega anche perché i gas si diffondono più velocemente a temperature più elevate. Le molecole che si muovono più velocemente si diffondono più rapidamente.
* Questa relazione è cruciale per comprendere molti processi chimici e fisici, tra cui reazioni chimiche, diffusione e pressione.
