気体分子運動論とボルツマン定数

気体分子運動論とボルツマン定数

 

こちらのページでは高校物理における

 

・気体分子運動論とボルツマン定数

 

について解説しています。

 

気体分子運動論とボルツマン定数

気体分子運動論により気体の分子と圧力の関係は以下のようになります。
気体分子運動論による圧力の導出はこちらで解説しています。

 

 

この式を用いて気体の状態方程式

 

pV = nRTに代入していきます。

 

ここで上式の大文字のNはある空間における気体の分子数であり、nは物質量、つまりモル数であることに注意しましょう。

 

 

 

と気体の状態方程式に気体分子運動論から算出された圧力を代入していきます。

 

ここで、ボルツマン定数と呼ばれる運動量とエネルギーを結びつけるイメージの定数があります。
 
ボルマン定数はkで表され、気体定数R/NAに対応します。

 

そして、下記のような等式が成り立つのです。

 

 

 

 

つまり、分子が持つ運動エネルギーは温度のみに依存するということであり、この考え方は非常に重要ですので理解しましょうね。

 

ちなみに値としては、1.381 × 10^ -23 J/Kとなります。

 

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