1。温度と運動エネルギー:
* 直接比例: 温度は、ガス分子の平均運動エネルギーの尺度です。 温度が高いほど、分子は平均して速く移動し、その結果、運動エネルギーが高くなります。
* ケルビンスケール: 温度と運動エネルギーの関係は線形ですが、ケルビンスケール(絶対温度)を使用する場合のみです。 これは、ケルビンスケールが絶対ゼロで始まるため、分子は速度エネルギーがゼロになっています。
2。運動エネルギーと速度:
* 質量による関連: 運動エネルギーは、分子の速度の正方形に直接比例します。ただし、分子の質量を考慮することが重要です。軽い分子は、重い分子と同じ温度で速く移動します。
3。温度と速度:
* ルート平均速度: ガス分子の平均速度は単純な平均ではなく、「根平均速度」(RMS速度)です。これは、個々の分子の速度が変化し、他の分子よりもはるかに速く移動するものがあるためです。
* Maxwell-Boltzmann分布: 特定の温度での分子速度の分布は、Maxwell-Boltzmann分布と呼ばれるベル型の曲線に従います。これは、最も可能性の高い速度でピークがある速度があることを意味します。
概要:
*高温は平均運動エネルギーが高いことを意味します。
*より高い運動エネルギーとは、平均分子速度が速いことを意味します。
*個々の分子の速度は変化しますが、平均速度は温度と分子量に関連しています。
重要な方程式:
* 運動エネルギー(KE)=1/2 *mV² (m =質量、v =速度)
* 平均ke =(3/2) * k * t (k =ボルツマン定数、t =ケルビンの温度)
意味:
*この関係は、加熱時にガスが膨張する理由を説明しています。運動エネルギーの増加は、容器の壁との衝突が増え、圧力が増加します。
*また、より高い温度でガスがより速く拡散する理由も説明しています。より速い移動する分子は、より速く広がります。
*この関係は、化学反応、拡散、圧力など、多くの化学的および物理的プロセスを理解するために重要です。