Warum verteilen sich die Teilchen in Gasen schneller als in Flüssigkeiten und warum in warmen Flüssigkeiten schneller als in kalten?
3 Antworten
Wärme ist eine Energieform. Wenn eine Substanz erwärmt wird erhalten die Teilchen mehr kinetische Energie (Bewegungsenergie), weshalb sie sich schneller bewegen. Im gasförmigen Zustand haben die Moleküle des Gases keine Bindungen mehr und fliegen komplett einsam durch die Gegend. Bei zuviel Wärme können die Atome selber in ihre Kerne und freie Elektronen aufbrechen, das ist dann ein Plasma.
Das liegt an den Brown'schen Molekularbewegungen. Je höher die Temperatur ist, umso schneller die Bewegungen der Atome bzw. Moleküle. Wärme ist nämlich eine Energieform. Diese Energieform drückt sich in Teilchenbewegungen aus.
Und wärmere Flüssigkeiten sind auch weniger viskos als kältere. (von speziellen Ausnahmen mal abgesehen.)
Dazu spielt die mittlere freie Weglänge noch eine Rolle, also die Strecke, die ein Teilchen im Durchschnitt zurücklegt, bis es wieder auf ein Gasmolekül trifft. Zusammen mit der Viskosität ist das in etwa gleichbedeutend mit der Masse der Gasmoleküle, die das Teilchen auf seinem Weg zur Seite schieben muss.
In Gasen unter Normalbedingungen ist die Teilchendichte etwa 1000 mal geringer als in Flüssigkeiten. (Wasser gegen Luft unter Normalbedingungen)
Die mittlere Weglänge eines Gasteilchens ist 10 länger als die eines Teilchens in einer Flüssigkeit.
Das ist richtig. Bei der Brownschen Bewegung spielt die Viskosität noch eine große Rolle. Gase sind viel weniger viskös als Flüssigkeiten. Daher werden die Wärmebewegungen der Teilchen in Gasen weniger gebremst als in Flüssigkeiten. Daraus folgt, dass die Gasmoleküle sich viel schneller verteilen können.