その理由は次のとおりです。
* 熱エネルギーは、システム内のすべての粒子の総運動エネルギーの尺度です。 これは、大きなオブジェクトが寒い場合でも、小さくて熱いオブジェクトよりも多くの総熱エネルギーを持つことができることを意味します。
* 温度は、システム内の粒子の平均運動エネルギーの尺度です。 これが、何かがどのように感じるかを決定するものです。
したがって、特定の温度で:
* 質量が低い粒子は平均運動エネルギーが高くなります。 これは、それらが同じ温度でより速く移動するためです。軽いピンポンボールと重いボウリングボールについて考えてみてください。どちらも同じ温度を持っていますが、ピンポンボールははるかに速く動きます。
したがって、特定の温度では、平均熱エネルギーが最も大きい粒子が最低の質量のある粒子になります。
例:
*ヘリウム原子は非常に軽いため、同じ温度で酸素分子よりも平均運動エネルギーが高くなります。これが、ヘリウムガスが風船で使用される理由です。これは、その運動エネルギーが高いため、地球の重力からより簡単に逃れることができるためです。
重要な注意: これはすべて、理想的なガスの挙動を想定しています。実際には、特に分子間の力と位相の変化を考慮すると、物事はより複雑になる可能性があります。