No.3ベストアンサー
- 回答日時:
気体の分子ということでお答えします.
> 温度とは、分子の運動エネルギーの大きさを表すものだと聞きました。
> 絶対温度がx倍になれば、運動エネルギーもx倍になっているのでしょうか?
非常な低温や高温を除いて(我々の周辺の温度では)そう思って結構です.
少し解説を加えましょう.
気体分子は全部の分子が同一の速さで運動しているわけではなくて,
速さが早い分子も遅い分子もあります.
で,平均の運動エネルギーが絶対温度 T に比例します.
もう少し正確に言うと,1自由度あたり (1/2)kT の平均エネルギーを持っています.
これをエネルギー等分配の法則といいます.
k はボルツマン定数です.
単原子分子の気体(ヘリウム,ネオン,など)ですと空間3方向で自由度が3ですので,
1分子あたり (3/2)kT の平均運動エネルギー.
2原子分子(水素,窒素,酸素,など)ですと回転の自由度の関係で (5/2)kT の平均運動エネルギー,
3原子分子以上ですと 6kT になります.
1モル(つまり,分子がアボガドロ数 N_A 個)当たりですと N_A 倍すればよいのですが,
N_A k は実は気体定数 R です.
したがって,1モル当たりでは上の3つの場合に対応してそれぞれ
(3/2)RT,(5/2)RT,6RT となります.
こちらの表現もよく見ます.
非常な低温では量子力学的効果が効いてきてエネルギー等分配の法則が成り立たなくなりますので,
平均運動エネルギーは T に比例しなくなります
(そもそも,気体じゃなくなっちゃうし).
また非常な高温では分子が分解したり原子が分解したりしますので,
こういうところではまた別に考えないといけません.
摂氏27041.85度(絶対温度約27315K)ではたいていの分子は分解しちゃうんではないですかね.
また,水素原子は10万度くらいで原子核(つまり陽子)と電子に分解してしまいます.
No.1
- 回答日時:
>絶対温度がx倍になれば、運動エネルギーもx倍になっているのでしょうか?摂氏273.15度(絶対温度546.30K)の時の分子の運動エネルギーは、摂氏0度(絶対温度約273.15K)の時の2倍ですか?摂氏27041.85度(絶対温度約27315K)の時の分子の運動エネルギーは、摂氏0度(絶対温度約273.15K)の時の100倍ですか?
違います。
絶対温度零度 T=0Kでは、運動エネルギーは0です。
従って、T=10Kでも、すでに無限大倍の運動エネルギーとなります。
簡単な例では、
ボイルシャルルの法則
pV=nRT
から、温度が2倍になれば、pVが倍になります。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 『四次元温度』 2 2022/05/09 11:07
- 物理学 『絶対真空温度』 5 2022/04/25 09:55
- 物理学 物理化学の問題がどうしてもわかりません。 1atm(1気圧)のもとで乾燥空気の密度(比重)は 10℃ 1 2022/06/21 17:52
- その他(自然科学) 宇宙に物を置くと・・・ 3 2023/01/03 01:52
- 物理学 高温を維持するエネルギー 3 2022/12/16 12:53
- 物理学 疑似第二種永久機関 3 2022/12/20 21:34
- 日本語 読み替えるものとは 4 2023/04/24 20:12
- その他(パソコン・スマホ・電化製品) Alexaのエアコンの温度設定について。 Amazon Alexaのエアコンの温度操作に関してなので 1 2022/08/23 17:04
- 地球科学 昨日よりさらに暑いんですが、、、昨晩⇒19時の時点で30度。今日⇒19時の時点で33度、、、。 0 2022/07/31 19:18
- 物理学 圧力と温度は、本質的に、同じものなのでしょうか? 15 2023/08/04 20:37
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報