C16物理学2022 3.4.2.気体分子の平均運動エネルギー

日曜日, 7月 03, 2022

C16物理学 気体分子運動論

t f B! P L

 分子運動論により導出された圧力の式から,理想気体の平均運動エネルギー $K$ が温度に比例するという結論が得られます.物質量アボガドロ数の関係を思い出しましょう.

 分子を構成する原子の数が多くなって自由度 $n$ が大きくなると,分子の平均運動エネルギー $K$ が大きくなるので,単原子分子理想気体の $C_\rm V$ も大きくなります.比熱比は $\gamma =\frac{C_\rm P}{C_\rm V}=\frac{C_\rm V+R}{C_\rm V} $と表されるので,自由度が大きくなるほど $\gamma =1$ に近づくはずですが,実際にはそうはなりません.分子の平均運動エネルギーを厳密に求めるためには,高校までに学ぶ物理学(古典物理学)だけではなく,量子力学が必要です.

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