* 温度依存性: ガス分子の速度は、温度に直接関係しています。ガスが暑いほど、分子は速く移動します。 ヘリウムとアルゴンを比較するには、温度を知る必要があります。
* 平均速度対個人速度: ガス分子はさまざまな速度で移動します。通常、分子の *平均 *速度について話します。 同じ温度でさえ、ヘリウム分子はアルゴン分子よりも平均速度が高くなります。
* ルート平均速度: ガス分子の平均速度を測定する一般的な方法は、「根平凡な速度」(RMS速度)です。次の式を使用して計算されます。
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v_rms =√(3rt/m)
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どこ:
* V_RMSはルート平均平方速度です
* rは理想的なガス定数です
* tはケルビンの温度です
* mはガスの臼歯質量です
ヘリウムがどのように速くなるか:
* 下部モル質量: ヘリウムは、アルゴンよりもはるかに低いモル質量を持っています(4 g/mol対40 g/mol)。これは、同じ温度で、ヘリウム分子がより速く移動することを意味します。
* 例: 298 K(25°C)にヘリウムとアルゴンがあるとしましょう。 これらの値を上記の式に差し込むと、次のようになります。
* v_rms(he)=√(3 * 8.314 j/mol・k * 298 k/0.004 kg/mol)≈1352m/s
* v_rms(ar)=√(3 * 8.314 j/mol・k * 298 k/0.04 kg/mol)≈431m/s
これは、ヘリウム分子が室温でアルゴン分子よりも約3倍速く移動することを示しています。
結論: ヘリウムは、モル質量がはるかに低いため、同じ温度でアルゴンよりも速く動きます。