v2.0.9783.3270
Fizyka dla każdego
Właściwości materii i modele ruchu · 1 min czytania

Temperatura a ruch cząsteczek: średnia szybkość nie jest szybkością RMS

W gazie nie wszystkie cząsteczki poruszają się z tą samą szybkością. Temperatura wiąże się ze średnią energią ich chaotycznego ruchu, a nie z prędkością jednej wybranej cząsteczki.

Opublikowano: 13.10.2026 · Ostatnio zmieniany: 14.10.2026
Wyślij link e-mailem Własna poczta Komentarze: 0

W gazie nie wszystkie cząsteczki poruszają się z tą samą szybkością. Temperatura wiąże się ze średnią energią ich chaotycznego ruchu, a nie z prędkością jednej wybranej cząsteczki.

Potrzebne wiadomości: Gaz doskonały, mol, energia kinetyczna i pierwiastek.

Energia translacyjna

Dla klasycznego gazu doskonałego w równowadze średnia energia kinetyczna ruchu postępowego cząsteczki wynosi \langle E_k\rangle=3k_BT/2. Temperatura T musi być wyrażona w kelwinach. Ta zależność dotyczy translacji; cząsteczka wieloatomowa może mieć także energię obrotów i drgań.

Z energii dostajemy szybkość średniokwadratową: v_{rms}=\sqrt{\langle v^2\rangle}=\sqrt{3RT/M}, gdzie M jest masą molową w kg/mol. Nie jest to średnia arytmetyczna szybkości ani wartość średniej prędkości wektorowej. Gaz bez makroskopowego przepływu ma średnią prędkość wektorową równą zeru, choć cząsteczki intensywnie się poruszają.

Co zmienia temperatura, a co masa?

Czterokrotny wzrost temperatury bezwzględnej podwaja v_rms. Przy tej samej temperaturze lżejsze cząsteczki mają większą v_rms, ale tę samą średnią energię translacyjną. Dla 300 K i k_B≈1,38·10⁻²³ J/K energia ta wynosi około 6,21·10⁻²¹ J na cząsteczkę.

Dla n moli idealnego gazu jednoatomowego, bez innych aktywnych stopni swobody, energia wewnętrzna ma postać U=3nRT/2. Nie przenosimy tej postaci automatycznie na każdy gaz wieloatomowy i każdą temperaturę. W obliczeniach łatwo pomylić g/mol z kg/mol; taki błąd wchodzi do szybkości pod pierwiastkiem.

Zadania do tego tematu

Dalsza lektura

Materiał referencyjny

Ostatnie materiały autora

Wszystkie materiały autora »

Komentarze (0)

Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.

Dodaj komentarz

Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto

Emotikony

Zaznacz tekst i wybierz formatowanie lub użyj Ctrl/Cmd+B, I, U w polu komentarza. Znaczniki HTML nie są wykonywane.

Wybór wszystkich komentarzy obejmuje odpowiedzi. Powiadomienia wymagają potwierdzenia adresu; zrezygnujesz z nich przez link w wiadomości.

← Wróć do działu: Teoria Do góry ↑
Nie znalazłeś szukanego materiału? Napisz do nas — pomóż nam rozwijać Fizykę dla każdego.