| English | 意味 |
|---|---|
| kinetic molecular theory/kɪˈnetɪk məˈlekjʊlə ˈθɪəri/ | 分子運動論 |
| average kinetic energy/ˈævrɪdʒ kɪˈnetɪk ˈenədʒi/ | 平均運動エネルギー |
見えない衝突の嵐
- 気体は静止して見えるが、その粒子は激しく動き回っている。
- 数十億もの粒子が飛び回り、壁にぶつかっている。
- その衝突こそが、私たちが感じる圧力である。
- この混沌とした状態から気体の振る舞いを説明する単純なモデルがある。
気体の圧力は粒子が容器の____に衝突することによって生じる。
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無数の壁への衝突が圧力を生み出す。
モデルの規則
- 動説は、気体粒子を小さく離れており、引力のない微小な粒子として描く。
- 粒子は常にランダムな直線運動をしている。
- 衝突は弾性衝突であり、運動エネルギーを失わない。
運動論的分子理論において、衝突は弾性衝突であり（運動エネルギーは失われない）。
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弾性衝突では全運動エネルギーが保存される。
温度は平均エネルギー
- 温度は粒子の平均運動エネルギーを表す。
- hotter は平均して速いことを意味する。
- 同じ温度であれば、全ての気体が同じ平均運動エネルギーを持つ。
温度は粒子の平均的な...の尺度である。
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温度は粒子の平均運動エネルギーを追跡する。
等しい温度意味着所有气体具有相同的平均速度。
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彼らは速度ではなく平均運動エネルギーを共有している——質量是不同的。
速度の分布
- 粒子が全て同じ速度で動くわけではない。速度には分布がある。
- 軽い粒子は、重い粒子より同じ温度でも速く動く。
- 温度を上げると、全体の分布がより高い速度側へシフトする。
衝突による圧力
運動理論：気体の圧力は無数の粒子が壁に衝突することによって生じる。体積を縮めると衝突—and—圧力も増加する。
同じ温度において、軽い気体は平均して...
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同じ平均運動エネルギー＋小さい質量＝高い速度。
温度を上げると速度分布は...へシフトする。
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より多くの熱エネルギーは粒子を平均して速くする。
同じ温度において、平均して速く動くのは $\text{He}$ 还是 $\text{O}_2$ か？
- どちらも同じ平均運動エネルギーを持っている。
- ヘリウムの方が遥かに軽いので、速く動く必要がある。
等しい温度とは等しい平均運動エネルギーを意味し、等しい速度を意味しない——軽い気体ほど速く動くことでバランスを取る。温度は速度と質量の両方に依存する。そしてこの理論は $PV = nRT$ の基礎となる理想化であり、実際の気体は高圧力・低温域でこの理論から逸脱する。
動説は、気体を微小で引力のない粒子が常にランダム運動し、弾性衝突を行うものとモデル化する。温度はそれらの平均運動エネルギーを表すため、ある温度では全ての気体がそれを共有し、軽い気体ほど速く動く。このモデルが理想気体の法則の基盤となっている。