平均平动动能:微观分子运动与宏观温度的桥梁
平均平动动能公式:Ek=(3/2)kT,这里的Ek表示单个分子的平均平动动能,T代表热力学温度,k则为玻尔兹曼常数,数值为1.380649×10-23J/K。这个公式揭示了微观分子运动与宏观温度之间的联系。
玻尔兹曼常数(k或kB)是物理学中的一个重要常数,与温度和能量有关。它是由奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼在统计力学领域做出的重大贡献。这个常数在热力学中具有相当重要的地位,甚至热力学单位开尔文就是用玻尔兹曼常数来定义的。
理想气体常数R可以推导得到:R等于玻尔兹曼常数乘以阿伏伽德罗常数(即R=k·NA)。这表明了玻尔兹曼常数在物理学中的重要地位。这个常数的物理意义是:气体常数R是玻尔兹曼常量k乘上阿伏伽德罗常量NA。
温度完全由气体分子运动的平均平动动能决定。也就是说,宏观测量的温度与微观的分子运动的平均平动动能相对应。如果已知气体的温度,就可以反过来求出处在这个温度下的分子的平动速度的平方的平均值,这个平均值开方就得到所谓方均根速率。
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