気体の分子運動とエネルギーの関係

気体分子は、たえず動き回っています。言い換えると、運動しています。しかし、分子は全てが同じ速さで運動しているわけではありません。これを分子の速さの分布といいます。

ある瞬間に特定の速さを持つ分子の割合が、マクスウェルにより導かれています。マクスウェルの速度分布と呼びます。

分布確率における最大値をとる速さが「最確の速さ」と呼ばれます。その他に「平均の速さ」や「二乗平均の速さ」を用いる場合もあります。

ちなみに、運動エネルギー E = mv2/2 であることから、気体分子の平均エネルギーを求めることができます。気体分子の平均エネルギーは 3kT/2 と表されます。

気体分子の運動エネルギーは大きく3つに分類できます。すなわち並進運動エネルギー、回転運動エネルギー、振動運動エネルギーです。

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