ますまちだ

数学・物理の公式と問題解説を淡々とアップします。

物理公式集27: 気体分子の間隔・速さ

  • 気体分子の間隔・速さ

気体分子の間隔は、液体や固体と比較しても非常に大きく、標準状態では 3.3 \times 10^{-9}[m]位で速さも大きい。(ex. 0℃における O_2の速さは461 m/s)

  • 1分子の1回の衝突により壁が受ける力積

気体分子と壁の衝突は完全弾性衝突とみなせる

 \displaystyle ft = 2mv

  • 1分子が壁に与える力積の総和

1辺が l [m]の立方体容器の壁に垂直に、気体分子が1秒間に壁に与える力積の総和は

 \displaystyle f\times 1 = 2 mv \times \frac{v}{2l}=\frac{mv^2}{l}

 2l進むごとに1回衝突

  • ボイルの法則と気体の分子運動

気体分子の速さは温度のみによる。温度一定のもとで気体の体積を半分にしたとき、圧力が2倍になるのは、気体の入っている容器の壁に衝突する回数が2倍になるためである。