Termisk hastighet - Thermal velocity

Den hastighet eller termiske hastighet er en typisk hastighet av den termiske bevegelse av partikler som utgjør en gass, væske etc. Man har således indirekte, er termisk hastighet et mål for temperaturen. Teknisk sett er det et mål på toppens bredde i Maxwell – Boltzmann-partikkelhastighetsfordelingen . Merk at i strengeste forstand termiske hastighet er ikke en hastighet , siden hastigheten vanligvis beskriver en vektor i stedet for bare en skalar fart .

Siden termisk hastighet bare er en "typisk" hastighet, kan og brukes en rekke forskjellige definisjoner.

Tar vi til å være Boltzmann-konstanten , den absolutte temperaturen og massen til en partikkel, kan vi skrive de forskjellige termiske hastighetene: ${\ displaystyle k _ {\ text {B}}}$${\ displaystyle T}$${\ displaystyle m}$

I en dimensjon

Hvis er definert som rotens middelkvadrat for hastigheten i en dimensjon (dvs. en hvilken som helst enkelt retning), da ${\ displaystyle v _ {\ text {th}}}$

${\ displaystyle v _ {\ text {th}} = {\ sqrt {\ frac {k _ {\ text {B}} T} {m}}}.}$

Hvis er definert som gjennomsnittet av hastigheten i en dimensjon (dvs. hvilken som helst enkelt retning), så ${\ displaystyle v _ {\ text {th}}}$

${\ displaystyle v _ {\ text {th}} = {\ sqrt {\ frac {2k _ {\ text {B}} T} {\ pi m}}}.}$

I tre dimensjoner

Hvis er definert som den mest sannsynlige hastigheten, da ${\ displaystyle v _ {\ text {th}}}$

${\ displaystyle v _ {\ text {th}} = {\ sqrt {\ frac {2k _ {\ text {B}} T} {m}}}.}$

Hvis er definert som rotens middelkvadrat for den totale hastigheten (i tre dimensjoner), da ${\ displaystyle v _ {\ text {th}}}$

${\ displaystyle v _ {\ text {th}} = {\ sqrt {\ frac {3k _ {\ text {B}} T} {m}}}.}$

Hvis er definert som gjennomsnittet av størrelsen på hastigheten til atomer eller molekyler, da ${\ displaystyle v _ {\ text {th}}}$

${\ displaystyle v _ {\ text {th}} = {\ sqrt {\ frac {8k _ {\ text {B}} T} {m \ pi}}}.}$

Alle disse definisjonene er innen området

${\ displaystyle v _ {\ text {th}} = (1.6 \ pm 0.2) {\ sqrt {\ frac {k _ {\ text {B}} T} {m}}}.}$

Termisk hastighet ved romtemperatur

Ved 20 ° C (293,15  Kelvin-grader ), den midlere termiske hastigheten av vanlige gasser er:

referanser

Denne fysikk -relaterte artikkelen er en stubb . Du kan hjelpe Wikipedia ved å utvide den . v t e