بالإضافة إلى الضغط، تُعد درجة الحرارة (T) إحدى الكميات التي تُحدد الطبيعة العيانية للغاز. معادلة ضغط الغاز:
اجمع المعادلة 1 والمعادلة 2 :
هذه هي معادلة متوسط الطاقة الحركية للغازات مقابل درجة الحرارة المطلقة للغاز.
تتناسب درجة الحرارة طرديًا مع متوسط الطاقة الحركية الانتقالية لجزيئات الغاز. فكلما ارتفعت درجة الحرارة، ارتفع متوسط الطاقة الحركية الانتقالية، وكلما انخفضت درجة الحرارة، انخفض متوسط الطاقة الحركية الانتقالية. نستنتج من ذلك أن درجة الحرارة هي مقياس لمتوسط الطاقة الحركية الانتقالية للجزيئات.
صيغة أخرى لمعادلة متوسط الطاقة الحركية للغاز:
n = عدد المولات (مول)، R = ثابت الغازات العام (R = 8.315 جول / مول. كلفن = 8315 كيلوجول / كيلومول. كلفن)، T = درجة الحرارة المطلقة (كلفن)، EK = متوسط الطاقة الحركية الانتقالية لجزيء الغاز (جول).
k = ثابت بولتزمان، R = ثابت الغازات العام، NA = عدد أفوجادرو، M = الكتلة الجزيئية، m = الكتلة، n = عدد المولات.
أولًا، الطاقة الحركية الانتقالية هي الطاقة الحركية التي تمتلكها الأجسام أو الجزيئات. يمكن أن تكون الحركات الانتقالية على شكل حركة مستقيمة أو حركة قطع مكافئ. أما الطاقة الحركية الدورانية فهي الطاقة الحركية التي تمتلكها الأجسام أو الجزيئات التي تقوم بالحركة الدورانية.
ثانيًا، ينطبق متوسط طاقة الحركة الانتقالية في المعادلة أعلاه على الغازات أحادية الذرة فقط. ومن أمثلة الغازات أحادية الذرة: الهيليوم (He) والأرجون (Ar). بالإضافة إلى الغازات أحادية الذرة، توجد أيضًا غازات ثنائية الذرة. ومن أمثلة الغازات ثنائية الذرة: الأكسجين (O2) والنيتروجين (N2) وأول أكسيد الكربون (CO). كما توجد غازات متعددة الذرات، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2). يتكون الغاز أحادي الذرة من ذرة واحدة فقط، بينما يتكون الغاز ثنائي الذرة من ذرتين، ويتكون الغاز متعدد الذرات من عدة ذرات.
ثالثًا، يجب تحديد درجة الحرارة المطلقة على مقياس كلفن (K). إذا كانت درجة الحرارة لا تزال على مقياس سيليزيوس ( ° C)، فقم بتغييرها أولًا إلى مقياس كلفن (K).
رابعاً، لا تنطبق المعادلة 1 والمعادلة الثانية أعلاه على المواد الغازية فحسب، بل تنطبق أيضاً على السوائل والمواد الغازية.
مثال توضيحي:
ما هو متوسط الطاقة الحركية الانتقالية للجزيئات في غاز عند درجة حرارة 40 درجة مئوية؟
الحل:
