その理由は次のとおりです。
* 運動エネルギーと温度: ガス分子の平均運動エネルギーは、絶対温度に直接比例します。これは、同じ温度で、すべてのガス分子が同じ平均運動エネルギーを持っていることを意味します。
* 運動エネルギーと分子量: 運動エネルギーは、分子の質量と速度にも関連しています:KE =1/2 *mV²、KEは運動エネルギー、mは質量、Vは速度です。
* トレードオフ: 軽い分子の質量は少ないため、より重い分子と同じ平均運動エネルギーを維持するため、平均速度が高い必要があります。
例: 2つのガス分子を想像してください。1つは酸素(O2)で、もう1つはヘリウム(HE)です。ヘリウムは酸素よりもはるかに軽いです。 両方のガスを同じ温度に加熱すると、両方の平均運動エネルギーが同じになります。これを達成するために、ヘリウム分子は酸素分子よりもはるかに速く移動します。
重要な注意: これは統計平均です。いつでも、個々の軽い分子が個々の重い分子よりもゆっくりと動いている可能性があります。ただし、全体として、軽量分子は平均速度が高くなります。