Teoria Cinetico Moleculara- Intrebari cu privire la Teorie

[Higgs]

Buna Seara! Sunt clasa a 10-a. Acum o luna si ceva profesorul nostru de fizica ne-a predat teoria cinetico-molecualra. Ne-a aratat inclusiv cum putem ajunge la ecuatia termica de stare a gazelor rare. Insa eu am o problema. In demostratia formulei nu am inteles exact cum aplicam statistica matematica, si de ce functioneaza aici. Intr-un cuvant, nu am inteles foarte bine aceasta parte. Intrebarea mea, este probabil, una "nesimtita": ar putea cineva sa ma ajute sa inteleg teoria cinetico-moleculara de la cap la coada? Sunt dispus sa cooperez, pentru ca fizica este un domeniu care daca te pasioneaza, trebuie sa intelegi fiecare aspect. Am tot amanat aceasta postare din cauza "rusinii" de a intreba asa ceva pe acest forum. In concluzie, m-ar putea ajuta cineva, va rog?

[HarapAlb]

 Statistica matematica este doar un instrument care ofera niste rezultate (de exemplu, valorii medii, distributii etc.) bazandu-se pe niste ipoteze. In teoria cinetico-moleculara este important numarul de particule, ca sistemul fizic sa fie la echilibru. De exemplu, nu putem vorbi de temperatura cand avem un sistem de cateva molecule, ar trebui ca numarul minim de molecule sa fie de ordinul numarului lui Avogadro.
Aplicabilitatea statisticii rezida in caracteristicile sistemului fizic ce indeplinesc ipotezele cu care opereaza statistica.

[valangjed]

Buna Seara! Sunt clasa a 10-a. Acum o luna si ceva profesorul nostru de fizica ne-a predat teoria cinetico-molecualra. Ne-a aratat inclusiv cum putem ajunge la ecuatia termica de stare a gazelor rare. Insa eu am o problema. In demostratia formulei nu am inteles exact cum aplicam statistica matematica, si de ce functioneaza aici. Intr-un cuvant, nu am inteles foarte bine aceasta parte. Intrebarea mea, este probabil, una "nesimtita": ar putea cineva sa ma ajute sa inteleg teoria cinetico-moleculara de la cap la coada? Sunt dispus sa cooperez, pentru ca fizica este un domeniu care daca te pasioneaza, trebuie sa intelegi fiecare aspect. Am tot amanat aceasta postare din cauza "rusinii" de a intreba asa ceva pe acest forum. In concluzie, m-ar putea ajuta cineva, va rog?

Buna!Nu cred ca te pot ajuta foarte mult , sunt un prost pedagog ,dar imi aduc aminte ca , si eu , in clasa a X-a , la fel ca tine , nu intelegeam teoria cinetico-moleculara pentru ca ne era predata mot-a-mot adica , ceva de genul , "invatati voi asta pe de rost ca mai tarziu o sa aflati de ce".Nu cred , si daca ma contrazici as fi bucuros ,ca voi , la clasa a10-a , ati invatat statistica matematica.Poate ma insel?
In ce priveste teoria cinetico-moleculara , trebuie sa pleci de la ideea ca nu poti afla pozitia unei singure particule si viteza ei la un MOMENT DAT si atunci se recurge la un artificiu matematico-fizic.Consideram mai multe particule (atomi , molecule , ioni , etc.).Ca sa dau un exemplu simplu , ar fi asa:Daca te joci cu o bila , o arunci si mana se duce foarte repede sa o prinda ,si o prinzi , cu doua bile ? e mai greu , dar 100 , dar cu 1000.Am exagerat un pic dar , hai sa luam un exemplu stiut de multi , tragere loto 6/49.
Avem 49 de bile si o singura gaura care se deschide la momentul de timp t1.Daca la momentul t1 in dreptul gaurii se afla bila 37 ,aceasta va iesi si numarul castigator va fi 37.
Ar putea sti cineva , la  momentul t-delta t (oricat de mare ar fi delta t) ce bila va iesi.Raspunsul este , clar , NU.Daca esti de acord cu acest raspuns , contiuam.
In cazul sistemelor de particule ,cum ar fi un gaz ideal , avem cam aceasi idee doar ca aici avem a face cu foarte multe particule care se misca intr-un spatiu limitat , aceste particule se ciocnesc intre ele , se ciocnesc cu peretii recipientului in  care sunt inchise si rezulta o miscare haotica , aceasta , miscare haotica nu poate fi descrisa decat STATISTIC adica prin medierea (mai tarziu , prin clasa a 12-a , o sa afli de integrale , eroare patratica medie ,etc.) vitezelor particulelor , aceasta mediere se face dupa formulele pe care le-ai invatat la scoala.

P.S.Pentru inceput iti recomand sa citesti capitolele 1 si 2 din "Sase lectii usoare" Richard P. Feynman Ed. Humanitas 2007 , 2010 .Chiar daca sunt cursuri universitare , talentul domnului Feynman a fost sa predea in asa fel incat sa inteleaga aproape toti.Asta , pe langa , marea lui contributie in electrodinamica cuantica.

[mircea_p]

Dupa cat mi-aduc aminte, la nivelul de clasa a X-a nu se foloseste propriuzis statistica matematica, cu distributii si calcule de medii, ci doar doua presupuneri oarecum plauzibile, bazate pe caracterul omogen si izotrop al distributiei moleculelor in gazul la echilibru:

1. Numarul de molecule care au componenta vitezei pozitiva pe a directie oarecare este egal cu numarul de molecule cu componenta negativa pe aceeasi directie.
2. [tex]<V_x^2>=\frac{<V^2>}{3}[/tex]
A doua este din nou justificata de izotropia distributiei, in sensul ca media oricarei componete (x, y, z) este aceeasi (nu exista o directie privilegiata).
Pe baza lor se deduce formula presinii si apoi legea gazelor, energia interna si dependenta vitezei patratice medii de temperatura.

Sigur, aceste "presupuneri" au de-a face cu statistica dar vreau sa zic ca nu nevoie de un studiu aprofundat al statisticii pentru a intelege rezultatele teoriei cinetio-moleculare, la nivelul de clasa a X-a.
Sfatul meu este sa te concentrezi pe fizica si rezolvarea de probleme pentru a te familiariza cu acest nou capitol.

[Higgs]

In primul rand, multumesc tuturor pentru raspunsuri!

@valangjed:

Nu cred , si daca ma contrazici as fi bucuros ,ca voi , la clasa a10-a , ati invatat statistica matematica.Poate ma insel?

Intr-adevar, nu am studiat deloc statistica matematica cu execptia probabilitatii realizarii unui eveniment, concept care ne-a fost prezentat prin clasa a8-a printr-o simpla formula. Acest concept il inteleg. Deobicei cand nu inteleg ceva, caut sa am documentez si sa imi clarific neclariatile. De aceea am ajuns sa postez aceasta intrebare.

In cazul sistemelor de particule ,cum ar fi un gaz ideal , avem cam aceasi idee doar ca aici avem a face cu foarte multe particule care se misca intr-un spatiu limitat , aceste particule se ciocnesc intre ele , se ciocnesc cu peretii recipientului in  care sunt inchise si rezulta o miscare haotica , aceasta , miscare haotica nu poate fi descrisa decat STATISTIC adica prin medierea (mai tarziu , prin clasa a 12-a , o sa afli de integrale , eroare patratica medie ,etc.) vitezelor particulelor , aceasta mediere se face dupa formulele pe care le-ai invatat la scoala.

Partea aceasta am inteles-o. Datorita numarului mare de particule nu putem preciza clar locul sau viteza pe care o are una dintre ele la un moment dat, ci doar probabilitatea ca acea particula sa aiba o anumita viteza, intr-un anumit loc, la un moment dat.

P.S.Pentru inceput iti recomand sa citesti capitolele 1 si 2 din "Sase lectii usoare" Richard P. Feynman Ed. Humanitas 2007 , 2010 .Chiar daca sunt cursuri universitare , talentul domnului Feynman a fost sa predea in asa fel incat sa inteleaga aproape toti.Asta , pe langa , marea lui contributie in electrodinamica cuantica.

Crezi sau nu, la sfarsitul clasei a8-a (acum 2 ani) am citit "6 lectii usoare". A avut un impact puternic. Am invatat multe: cum sa gandesc un fenomen fizic, si cum sa caut raspunsuri cat mai simple la probleme complicate. Si poate cel mai important, fizica e grea dar frumoasa, cand ajungi sa o intelegi. Acum, in prezent am "gasit" pe internet toate cele 3 volume ale maestrului, si am inceput prin a-l citi pe primul dintre ele. Sunt in continuare fascinat.

@ mircea_p:

Am inteles ce vrei sa spui.

Sfatul meu este sa te concentrezi pe fizica si rezolvarea de probleme pentru a te familiariza cu acest nou capitol.

Am rezolvat un numar considerabil de probleme, aplicand formulele. Probleme stiu sa rezolv. Pot chiar si deduce ecuatia termica de stare a gazelor rare, insa la un moment dat, iau anumite chestii "pentru ca asa sunt ele", neputand explica de ce.

Iata ce am inteles eu din teoria cinetico-moleculara. Teoria-cinetico moleculara isi propune sa explice proprietatile macroscopice ale unui gaz, facand apel la ceea ce se intampla la nivel atomic. Richard Feynman spune ca nu exista fenomen fizic care sa nu poata fii explicat cu ajutorul atomilor si a interactiunilor fizico-chimice dintre acestia.
Insa repet, am cautat sa inteleg mai mult/sa imi corectez unele conceptii gresite. De aceea am postat asta.

[HarapAlb]

(...) am cautat sa inteleg mai mult/sa imi corectez unele conceptii gresite. De aceea am postat asta.

E bine ca ai facut precizarile anterioare. Daca ai nelamuri legate de fenomene sau concepte concrete din teoria cinetico-moleculara le putem discuta pe forum.

[puriu]

  Teoria cinetico-moleculara apartine Fizicii statistice, nu Statisticii matematice. In liceu se predau cateva aspecte ale toriei c-m pentru gazul perfect. Care ar fi intrebarile cu privire la Teorie?

[Higgs]

@Harap-alb: Multumesc de ajutor. Am reusit sa inteleg esenta teoriei cinetico-moleculare. Am rezolvat un numar considerabil de probleme care m-au ajutat "sa bag la cap". Nu intelesesem bine aparatul matematic folosit. Avand in vedere ceea ce mi-ati spus voi, cred ca o sa ma multumesc cu faptul ca am reusit sa inteleg fenomenele, si o sa las studiul riguros al matematicii din spatele acesteia pentru clasa a12-a.

@puriu: Am intrebari cu privire la "fizica statistica" si la matematica cu care ea opereaza. Cum am zis mai sus, am sa caut raspunsul acestora mai tarziu. Momentan cred ca e bine ca am reusit sa inteleg fenomenul . Am dreptate?