C16物理学2022 3.4.3.理想気体の内部エネルギーと2乗平均速度

月曜日, 7月 04, 2022

C16物理学 気体分子運動論

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 理想気体の内部エネルギーは,分子の平均運動エネルギーの総和なので,単原子分子理想気体の場合は,単純に分子の平均運動エネルギー  $\frac{1}{2}m\overline {v^2}=\frac{3}{2}k_BT$ に分子の数をかけ算すれば求まります.

 2乗平均速度根2乗平均速度)は平均の速さの指標にはなりますが,異なる量なので注意しましょう.ここで重要なのは,理想気体の場合は速さが絶対温度 $T$ の平方根に比例して,分子量 $M$ の平方根に反比例すること,つまり $\sqrt {\overline {v^2}}\propto \sqrt \frac{T}{M}$ です.

 例題のように時間を求めさせる問題はよく出題されるので,どのようにして時間を測定したのか,装置を理解した上で値を求めてください.

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