Ποια είναι η ταχύτητα των μορίων αέρα σε ένα δωμάτιο 50 βαθμών Κελσίου;

Δεν μπορείτε να καθορίσετε την ταχύτητα των μεμονωμένων μορίων αέρα σε ένα δωμάτιο σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Εδώ είναι γιατί:

* Κινητική μοριακή θεωρία: Τα μόρια αέρα βρίσκονται σε σταθερή τυχαία κίνηση. Συγκρούονται μεταξύ τους και τα τείχη του δοχείου (το δωμάτιο). Η μέση κινητική ενέργεια αυτών των μορίων είναι άμεσα ανάλογη προς την απόλυτη θερμοκρασία.

* Κατανομή ταχύτητων: Τα μόρια σε ένα αέριο δεν κινούνται όλα με την ίδια ταχύτητα. Έχουν μια κατανομή ταχύτητων, με μερικούς να κινούνται πολύ γρήγορα, μερικά πολύ αργά, και τα περισσότερα κάπου ενδιάμεσα.

* ρίζα-μέτρα-τετράγωνο (RMS) Ταχύτητα: Μπορούμε να μιλήσουμε για τη μέση ταχύτητα των μορίων, αλλά δεν είναι ένας απλός μέσος όρος. Η ταχύτητα RMS μας δίνει ένα καλό μέτρο αυτού του μέσου όρου.

Για να υπολογίσετε την ταχύτητα RMS των μορίων αέρα:

1. Μετατρέψτε τον Κελσίου σε Kelvin:50 βαθμοί Κελσίου είναι 323.15 Kelvin (k)

2. Χρησιμοποιήστε τον τύπο:

`` `

v_rms =√ (3rt/m)

`` `

όπου:

* Το V_RMS είναι η ταχύτητα ρίζας μέσης τετραγωνικής

* R είναι η ιδανική σταθερά αερίου (8.314 j/mol · k)

* T είναι η θερμοκρασία στο Kelvin

* M είναι η μοριακή μάζα αέρα (περίπου 0,029 kg/mol)

Υπολογισμός:

`` `

v_rms =√ (3 * 8.314 j/mol · k * 323.15 k/0.029 kg/mol)

V_RMS ≈ 517 m/s

`` `

Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός δίνει την ταχύτητα RMS, η οποία είναι ένα είδος μέσου όρου. Τα μεμονωμένα μόρια αέρα θα κινούνται με ταχύτητες γρηγορότερα ή πιο αργά από αυτό το μέσο όρο.