Ποια είναι η μέση κινητική ενέργεια του σωματιδίου μια ουσία;

Η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων σε μια ουσία είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία της. Αυτή η σχέση περιγράφεται από την ακόλουθη εξίσωση:

ke =(3/2) kt

Οπου:

* ke είναι η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων

* k είναι η σταθερά Boltzmann (περίπου 1,38 × 10⁻²³ j/k)

* t είναι η απόλυτη θερμοκρασία στο Kelvin

Εδώ σημαίνει αυτό:

* Υψηλότερη θερμοκρασία, υψηλότερη κινητική ενέργεια: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία μιας ουσίας, αυξάνεται επίσης η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων της. Αυτό σημαίνει ότι τα σωματίδια κινούνται ταχύτερα κατά μέσο όρο.

* Όλες οι ουσίες στην ίδια θερμοκρασία έχουν την ίδια μέση κινητική ενέργεια: Ανεξάρτητα από την ουσία, εάν δύο ουσίες βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία, τα σωματίδια τους θα έχουν την ίδια μέση κινητική ενέργεια.

Σημαντικές σημειώσεις:

* Αυτή η εξίσωση ισχύει για τα ιδανικά αέρια. Τα πραγματικά αέρια και άλλες καταστάσεις ύλης (στερεά, υγρά) μπορεί να έχουν ελαφρώς διαφορετικές σχέσεις μεταξύ κινητικής ενέργειας και θερμοκρασίας.

* Η μέση κινητική ενέργεια αναφέρεται στον μέσο όρο σε όλα τα σωματίδια στην ουσία. Τα μεμονωμένα σωματίδια θα έχουν διαφορετικές κινητικές ενέργειες, αλλά ο μέσος όρος θα καθορίζεται από τη θερμοκρασία.

Παράδειγμα:

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα αέριο σε θερμοκρασία 300 Κ. Η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων της θα ήταν:

Ke =(3/2) * (1,38 × 10⁻²³ j/k) * (300 k)

Ke ≈ 6.21 × 10⁻²¹ j

Αυτό δείχνει ότι τα σωματίδια σε αυτό το αέριο έχουν μια μέση κινητική ενέργεια περίπου 6,21 × 10⁻2 joules.