В идеальном газе существует три основных определения скорости молекул:
Наиболее вероятная скорость vmpv_{mp}vmp: Это скорость, с которой движутся наибольшее число молекул газа. Она определяется по формуле: vmp=2kTm
v_{mp} = \sqrt{\frac{2kT}{m}} vmp=m2kT
где kkk — постоянная Больцмана, TTT — температура в кельвинах, mmm — масса одной молекулы газа.
Средняя скорость vavgv_{avg}vavg: Это средняя скорость молекул газа, которая равна: vavg=8kTπm
v_{avg} = \sqrt{\frac{8kT}{\pi m}} vavg=πm8kT
Среднеквадратичная скорость vrmsv_{rms}vrms: Это величина, которая дает среднеквадратичное значение скоростей молекул, вычисляется по формуле: vrms=3kTm
v_{rms} = \sqrt{\frac{3kT}{m}} vrms=m3kT
Теперь мы можем найти соотношения между этими скоростями. Чтобы выяснить, во сколько раз среднеквадратичная скорость превышает наиболее вероятную, разделим v<em>rmsv<em>{rms}v<em>rms на v</em>mpv</em>{mp}v</em>mp:
В идеальном газе существует три основных определения скорости молекул:
Наиболее вероятная скорость vmpv_{mp}vmp : Это скорость, с которой движутся наибольшее число молекул газа. Она определяется по формуле:
vmp=2kTm v_{mp} = \sqrt{\frac{2kT}{m}}
vmp =m2kT где kkk — постоянная Больцмана, TTT — температура в кельвинах, mmm — масса одной молекулы газа.
Средняя скорость vavgv_{avg}vavg : Это средняя скорость молекул газа, которая равна:
vavg=8kTπm v_{avg} = \sqrt{\frac{8kT}{\pi m}}
vavg =πm8kT
Среднеквадратичная скорость vrmsv_{rms}vrms : Это величина, которая дает среднеквадратичное значение скоростей молекул, вычисляется по формуле:
vrms=3kTm v_{rms} = \sqrt{\frac{3kT}{m}}
vrms =m3kT
Теперь мы можем найти соотношения между этими скоростями. Чтобы выяснить, во сколько раз среднеквадратичная скорость превышает наиболее вероятную, разделим v<em>rmsv<em>{rms}v<em>rms на v</em>mpv</em>{mp}v</em>mp:
v<em>rmsv</em>mp=3kTm2kTm=32≈1.2247 \frac{v<em>{rms}}{v</em>{mp}} = \frac{\sqrt{\frac{3kT}{m}}}{\sqrt{\frac{2kT}{m}}} = \sqrt{\frac{3}{2}} \approx 1.2247
v</em>mpv<em>rms =m2kT m3kT =23 ≈1.2247
Таким образом, среднеквадратичная скорость молекул идеального газа превышает наиболее вероятную скорость примерно на 1.2247 раз.