温度から速度を計算する方法

気体の原子または分子は、粒子がより大きな相関関係を持つ液体または固体と比較して、互いにほとんど独立して作用します。 これは、気体が対応する液体の数千倍の体積を占める可能性があるためです。 「マクスウェル速度分布」によれば、ガス粒子の二乗平均平方根速度は温度によって直接変化します。 この方程式により、温度から速度を計算できます。

ここで、Pは圧力、Vは体積(速度ではない)、nはガス粒子のモル数、Rは理想的なガス定数、Tは温度です。

単一のガス粒子の速度は、複合ガスの温度から導き出すことができないという事実を理解してください。 本質的に、各粒子は異なる速度を持っているので、異なる温度を持っています。 この事実は、レーザー冷却の技術を導き出すために利用されてきました。 ただし、システム全体または統合システムとして、ガスの温度は測定可能です。

常に単位を使用してください。 たとえば、分子量がグラム/モルであり、理想気体定数の値がジュール/モル/度である場合 ケルビン、温度はケルビン度、理想的なガス定数はキロジュール/モル度ケルビン、速度はメートル/ケルビンです。 2番目。

この例で練習してください。ガスがヘリウムの場合、原子量は4.002グラム/モルです。 293度ケルビン(華氏約68度)の温度で、理想的なガス定数が1モル度ケルビンあたり8.314ジュールである場合、ヘリウム原子の二乗平均平方根速度は次のようになります。

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