Distribución de velocidades moleculares

Considere un gas en un recipiente, donde todas las moléculas de gas tienen energía cinética, una función de la masa de la molécula y su velocidad.

El movimiento de las moléculas de gas es aleatorio en magnitud y dirección; sin embargo, la energía cinética promedio sigue siendo la misma.

Recordemos de la teoría cinética molecular que la energía cinética de traslación promedio por molécula depende solo de la temperatura.

Comparando las ecuaciones de energía cinética, reorganizando los términos y tomando la raíz cuadrada de ambos lados, se relaciona la raíz cuadrada de la velocidad cuadrada media, también conocida como raíz cuadrada media o velocidad RMS.

Con cada colisión, la velocidad de las partículas de gas individuales cambia. Por lo tanto, una colección de moléculas de gas tiene una curva de distribución de velocidad ligeramente asimétrica conocida como distribución de Maxwell-Boltzmann. El pico de la curva corresponde a la velocidad más probable, que es menor que la velocidad RMS.

Un gráfico de la distribución de la velocidad de cualquier gas a diferentes temperaturas muestra un aumento en la velocidad RMS y una ampliación de la distribución de la velocidad a temperaturas más altas.