19.7
考虑一个容器中的气体,其中所有气体分子都具有动能,动能是分子质量和速度的函数。
气体分子的运动在大小和方向上都是随机的;然而,其平均动能保持不变。
根据分子运动论,每个分子的平均平动动能仅取决于温度。
通过比较动能方程、重新排列各项并对两边取平方根,可以得到均方速度的平方根,即均方根速度(RMS 速度)。
每次碰撞都会改变单个气体粒子的速度。因此,大量气体分子的速度分布曲线呈轻微的不对称,称为麦克斯韦-玻尔兹曼分布。该曲线的峰值对应最概然速度,其值小于均方根速度。
任何气体在不同温度下的速度分布图显示,随着温度升高,其均方根速率增加,速度分布范围也变宽。