Hvordan beregne hastighet fra temperatur

Gassatomer eller molekyler virker nesten uavhengig av hverandre i forhold til væsker eller faste stoffer, hvor partikler har større korrelasjon. Dette er fordi en gass kan oppta tusenvis av ganger mer volum enn den tilsvarende væsken. Rot-middel-kvadrat-hastigheten til gasspartikler varierer direkte med temperaturen, i henhold til "Maxwell Speed ​​Distribution." Denne ligningen muliggjør beregning av hastighet fra temperatur.

hvor P er trykk, V er volum (ikke hastighet), n er antall mol gasspartikler, R er den ideelle gasskonstanten og T er temperaturen.

Setter pris på det faktum at hastigheten for en enkelt gasspartikkel ikke kan avledes fra temperaturen på komposittgassen. I det vesentlige har hver partikkel forskjellig hastighet og har også en annen temperatur. Dette faktum har blitt utnyttet for å utlede teknikken for laserkjøling. Som et helt eller enhetlig system har imidlertid gassen en temperatur som kan måles.

Sørg for å bruke enhetene konsekvent. Hvis for eksempel molekylvekten antas å være i gram per mol og verdien av den ideelle gasskonstanten er i joule per mol per grad Kelvin, og temperaturen er i grader Kelvin, så er den ideelle gasskonstanten i joule per molgrad Kelvin, og hastigheten er i meter pr. sekund.

Øv deg med dette eksemplet: hvis gassen er helium, er atomvekten 4,002 gram / mol. Ved en temperatur på 293 grader Kelvin (ca. 68 grader Fahrenheit) og med den ideelle gasskonstanten er 8,314 joule per molgrad Kelvin, er rot-middel-kvadrat-hastigheten til heliumatomer:

  • Dele
instagram viewer