氣體的平均動能
除了壓力之外,溫度(T)也是表徵氣體宏觀性質的物理量之一。氣體動力學理論中推導出的氣體壓力方程式可以再寫出一次:



在理想氣體定律章節中推導出的理想氣體定律方程式再次寫出如下:
PV = NkT → 方程式 b
考慮方程式 a 和方程式 b。它們的左側相等,而右側近似相等。由於左邊相等,這兩個方程式可以合併:

如果等式兩邊同時乘以 3/2,則該等式將變為:


溫度與氣體分子的平均平動動能成正比。溫度越高,平均平動動能越大;反之,溫度越低,平均平動動能越小。由此可見,溫度是衡量分子平均平動動能的指標。
絕對溫度與平動動能的關係式 2 可以寫成另一種形式:




首先,平動動能是指物體或分子做平動時所具有的動能。平動可以是直線運動、斜向運動或拋物線運動。與其相對的是轉動動能。轉動動能是指物體或分子做旋轉運動時所具有的動能。
其次,上述方程式中的平均平動動能僅適用於單原子氣體。單原子氣體的例子有氦氣(He)、氬氣(Ar)等。除了單原子氣體外,還有雙原子氣體。雙原子氣體的例子有氧氣(O₂ )、氮氣(N₂ )、一氧化碳(CO)等。此外,還有多原子氣體。例如,二氧化碳(CO₂ )等。單原子氣體僅由一個原子構成,雙原子氣體由兩個原子構成,多原子氣體由多個原子構成。
第三,絕對溫度必須以開爾文 (K) 表示。如果溫度仍然是攝氏度 ( ° C),則首先將其轉換為開爾文 (K)。
第四,上述方程式 1 和方程式 2 不僅適用於氣態物質,也適用於液體和氣態物質。
問題範例:
40 ℃時氣體分子的平均平動動能是多少?
彭巴哈桑
