Πόσο γρήγορα κινούνται τα μόρια αερίου σε υψηλή θερμοκρασία;
* Τα μόρια αερίου βρίσκονται σε συνεχή κίνηση: Κινούνται τυχαία προς όλες τις κατευθύνσεις, συγκρούονται μεταξύ τους και τα τείχη του δοχείου τους.
* Η ταχύτητα διανέμεται: Δεν κινούνται όλα τα μόρια με την ίδια ταχύτητα. Υπάρχει μια σειρά από ταχύτητες, με μερικές κινούμενες πολύ γρήγορα και μερικές κινούνται πιο αργά.
* Η θερμοκρασία σχετίζεται με τη μέση κινητική ενέργεια: Η υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει ότι η μέση κινητική ενέργεια των μορίων είναι υψηλότερη. Η κινητική ενέργεια σχετίζεται με την ταχύτητα των μορίων, οπότε η υψηλότερη θερμοκρασία γενικά σημαίνει ταχύτερες μέσες ταχύτητες.
Πώς να το σκεφτείτε:
* Μέση ταχύτητα: Μπορούμε να μιλήσουμε για τη μέση * ταχύτητα των μορίων, τα οποία θα αυξηθούν καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Ωστόσο, αυτός ο μέσος όρος δεν μας λέει την ταχύτητα οποιουδήποτε μεμονωμένου μορίου.
* Κατανομή ταχύτητων: Η κατανομή των ταχύτητας περιγράφεται από τη διανομή Maxwell-Boltzmann. Αυτή η κατανομή δείχνει ότι ακόμη και σε υψηλή θερμοκρασία, μερικά μόρια θα κινούνται πολύ αργά, ενώ άλλα θα κινούνται απίστευτα γρήγορα.
για να πάρετε μια αίσθηση των ταχύτητων:
* Σε θερμοκρασία δωματίου (περίπου 20 ° C ή 293 K), η μέση ταχύτητα των μορίων αζώτου (το κύριο συστατικό του αέρα) είναι περίπου 500 m/s.
* Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η μέση ταχύτητα αυξάνεται αναλογικά με την τετραγωνική ρίζα της απόλυτης θερμοκρασίας. Έτσι, ο διπλασιασμός της θερμοκρασίας θα αυξήσει τη μέση ταχύτητα με συντελεστή της τετραγωνικής ρίζας 2 (περίπου 1,4).
Συνοπτικά:
* Τα μόρια αερίου σε υψηλές θερμοκρασίες κινούνται πολύ γρήγορα, αλλά υπάρχει μια κατανομή ταχύτητων.
* Μπορούμε να μιλήσουμε για τη μέση ταχύτητα, η οποία αυξάνεται με τη θερμοκρασία.
* Η διανομή Maxwell-Boltzmann περιγράφει το πλήρες φάσμα ταχύτητων.
