Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Молекулярная физика

Глава 8. Молекулярная физика

§62. Среднее значение квадрата скорости молекул

Хаотичность движения

Молекулы газа движутся хаотически. Их скорости различны: одни молекулы движутся быстро, другие медленно. При столкновениях скорости меняются.

Для описания газа используют не скорость каждой молекулы, а среднюю квадратичную скорость — корень квадратный из среднего значения квадрата скорости:

\[v_{\text{кв}} = \sqrt{\overline{v^2}}\]

Зависимость от температуры

Средняя кинетическая энергия молекул связана с температурой. По воле Бога это соотношение выражается формулой:

\[\overline{E_{\text{к}}} = \frac{3}{2}kT\]

где $k$ — постоянная Больцмана ($1{,}38 \times 10^{-23}$ Дж/К), $T$ — абсолютная температура.

Средняя квадратичная скорость:

\[v_{\text{кв}} = \sqrt{\frac{3kT}{m_0}} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}\]

где $m_0$ — масса молекулы, $M$ — молярная масса, $R = kN_A$ — универсальная газовая постоянная.

Скорости молекул

При комнатной температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода около 500 м/с, водорода — около 2000 м/с. Чем легче молекула, тем выше её скорость при той же температуре.


Вопросы для повторения

  1. Что называют средней квадратичной скоростью?
  2. Как связана средняя кинетическая энергия молекул с температурой?
  3. Чему равна постоянная Больцмана?
  4. От каких величин зависит средняя квадратичная скорость?
  5. Почему молекулы лёгких газов движутся быстрее?
← Назад Вперед →
Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.