Medelhastigheten för partiklar i ett ämne är inte ett enda fast värde utan snarare en fördelning av hastigheter beskrivs av Maxwell-Boltzmann-distributionen . Detta innebär att partiklar i ett ämne ständigt rör sig i olika hastigheter.

Här är en uppdelning:

* Temperatur: Partiklarnas medelhastighet är direkt relaterad till temperaturen på ämnet. Högre temperaturer innebär snabbare medelhastigheter.

* Molekylmassa: Tyngre partiklar (högre molekylmassa) rör sig långsammare än lättare partiklar vid samma temperatur.

* State of Matter: Partiklar i en solid rörelse långsammare än partiklar i en vätska, som rör sig långsammare än partiklar i en gas.

För att få en bättre förståelse för partikelhastigheter, här är några viktiga koncept:

* Root-Mean-Square Speed ​​(VRMS): Detta är ett vanligt sätt att uttrycka partiklarnas genomsnittliga hastighet. Det beräknas som kvadratroten för medelvärdet av de kvadratiska hastigheterna för alla partiklar.

* mest troliga hastighet: Detta är den hastighet med vilken det maximala antalet partiklar rör sig.

* Medelhastighet: Detta är det aritmetiska genomsnittet för hastigheterna för alla partiklar.

formler:

* vrms =√ (3KT/m) , var:

* K är Boltzmann-konstanten (1,38 x 10^-23 j/k)

* T är den absoluta temperaturen i Kelvin

* m är massan av en partikel i kg

Exempel:

Låt oss säga att vi har en gas med kvävemolekyler (N2) vid rumstemperatur (298 K). Med hjälp av formeln för VRM:er kan vi beräkna:

* vrms =√ (3 * 1,38 x 10^-23 J/k * 298 K/(28 x 1,66 x 10^-27 kg)) ≈ 515 m/s

Detta innebär att medelhastigheten för kvävemolekyler vid rumstemperatur är cirka 515 meter per sekund.

Kom ihåg: Maxwell-Boltzmann-distributionen visar att det finns ett antal hastigheter, inte bara en medelhastighet. Vissa partiklar rör sig mycket långsammare, medan andra rör sig mycket snabbare.