粒子直線運動的能量單位

化學原理啟迪103

1.       「u²e^-mu²/2kBT」粒子直線運動的能量單位。

2.      「u²」在容器中氣體粒子的移動速率的力量，包括撞擊容器牆壁並反彈，扣除「質量m」。

3.      「e」氣體粒子的電子。氣體粒子（原子）的結構：原子核、電子。原子核的質量遠大於電子，電子的運動深受原子核的牽制，所以，原子核受熱能推動產生的運動，會反應在電子的運動上。

4.      「^mu²」氣體粒子撞擊容器牆壁並反彈的全部動能。

5.      氣體粒子的動能是「1/2mu²」。在分子動力模型中設定，氣體粒子的基本運動模式是，撞擊一面容器牆壁後，以「原速率、相反方向」反彈，撞擊對面的牆壁。

6.      第一次撞擊的動能「1/2mu²」，「加上」第二次反彈的動能「1/2mu²」，就是氣體粒子撞擊容器牆壁並反彈的全部動能「mu²」 。

7.      「^2kBT」推動粒子往前運動的熱能。

8.      「k_B」 Boltzmann常數＝1.38066×10^-23J/K（焦耳/絕對溫度）。「T」絕對溫度。「k_B T」溫度中含有的熱能。

9.      「2」：粒子受熱能推動，往前筆直移動，撞擊牆壁的力量「k_BT」，粒子撞擊到牆壁之後會反彈，反彈的運動應該看成粒子背後同樣有熱能「k_BT」推動，使粒子筆直往前移動。

10.  所以，推動粒子筆直往前撞擊牆壁與反彈的全部熱能是「2k_BT」。

11.  「^mu²/2kBT」「氣體粒子撞擊牆壁並反彈的全部動能」÷「推動粒子撞擊牆壁與反彈的全部熱能」＝每單位「熱能」推動粒子移動的「動能」

12.  「e^mu²/2kBT」：每顆電子被熱能推動往前走的能量面積。熱能推動電子直線運動的單位能量，可以看成一種「能量單位」，或「量子」。

13.  「u²e^-mu²/2kBT」＝「u²」÷「e^-mu²/2kBT」：「速率能量」÷「熱能推動電子運動的單位能量」＝直線運動的量子數目。

徐弘毅2010.6.1