لماذا تقاس درجة الحرارة بالطاقة الحركية لجزيء واحد من المادة ؟

لماذا تقاس درجة الحرارة بالطاقة الحركية لجزيء واحد من المادة ؟

لماذا تقاس درجة الحرارة بالطاقة الحركية لجزيء واحد من المادة ؟

في الغازات ، درجة حرارة هي مقياس لمعدل الطاقة الحركية للجزئ. بمعنى مجموع الطاقات الحركية لكل الجزيئات مقسوماً على عددها. ركز على كلمة معدل، يعني ليست طاقة جزئ معين، وانما معدل طاقة كل الجزيئات. فهناك جزيئات سريعة وجزيئات بطيئة وجزيئات متوسطة السرعة.

معدل الطاقة الحركية للجزيئات

KE=(1/2)mvᵣ²

vᵣ = v ( root mean square) معدل مربع السرعة

لماذا اخذنا معدل مربع السرعة وليس معدل السرعة؟ لان الطاقة الحركية تتناسب مع مربع السرعة وليس مع السرعة ، فيكون معدل الطاقة يعتمد على معدل مربع السرعة.

وفي حالة غازات منوعة في نفس الوعاء المغلق ، فان هناك جزيئات ثقيلة وجزيئات خفيفة وجزيئات متوسطة الكتلة. الجزيئات الثقيلة تكون بطيئة السرعة والجزيئات الخفيفة تكون سريعة والجزيئات المتوسطة تكون متوسطة السرعة . هنا اتكلم كمعدل . يعني معدل مربع السرعة للجزيئات الثقيلة قليل ومعدل مربع السرعة للجزيئات الخفيفة عالي وللمتوسطة متوسط.

لاحظ زيادة الكتلة يصاحبه نقصان في السرعة بحيث يكون معدل الطاقة الحركية لكل الجزيئات نفسه، سواء كانت الجزيئات في الوعاء من غاز واحد ( جزيئات متشابهة) او من غازات مختلفة ( جزيئات مختلفة).

وعليه فان درجة الحرارة تساوي معدل الطاقة الحركية لكل الجزيئات في الوعاء. لاحظ معدل الطاقة الحركية وليس معدل السرعة. لانه في حالة غازات مختلفة سيكون هناك عدد من معدلات مربع السرعة مساوي لعدد انواع الغازات، ومعدل طاقة حركية واحد لكل الغازات.