絕大部分的氣體粒子深受環境溫度的影響（二）

化學原理啟迪115

l   同樣的道理，也適用在透過實驗而得的理想氣體體積定律上。

l   絕大部分的氣體粒子深受環境溫度的影響，也就是說，多數粒子的動能或速率可以直接從溫度判斷出來，這就是「粒子最可能的速率u_mp」的由來。

n   粒子最可能的速率u_mp(絕大多數氣體粒子的速率)

 

Ø   「T」：溫度。

Ø   「R」：常數，目的是要把容器的溫度轉換成粒子撞擊容器的力量。

Ø   依據理想氣體定律：「RT ＝PV/n」。

Ø   「P」：壓力，容器牆壁每單位面積承受的力量。「V」：容器體積。「n」：1莫耳氣體粒子。

Ø   因為「PV/n」：每莫耳氣體粒子帶給容器的全部力量。所以，「RT」：每莫耳氣體粒子帶給容器牆壁的總體力量，這是指每莫耳粒子單次撞擊（不計反彈）容器牆壁的力量。

Ø   但是因為依據分子動力模型，粒子撞擊到牆壁之後，會因為牆壁反作用力而反彈，反彈的時候力量不減，速率跟第一次撞擊的速率一樣。所以，每莫耳粒子完整一次撞擊與反彈，使容器承受到的力量應該要乘上「2倍」，也就是「2RT」。

Ø   「M」：每莫耳氣體的重量，單位是公斤。1莫耳氣體粒子是6.022×10²³；1莫耳氣體粒子的重量就是6.022×10²³×m(粒子的質量)。

Ø   「2RT/M」：1莫耳粒子撞擊容器牆壁的力量2RT，其中包含「粒子移動速率」造成的撞擊力，與「粒子質量」造成的撞擊力。如果扣除每莫耳粒子質量「M」造成的撞擊力，就只剩下每莫耳粒子速率對容器的撞擊力量「u²」。

Ø   √2RT/M：每莫耳粒子的速率。

用Maxwell-Boltzmann分佈定律求出的粒子速率「√2k_BT/m」是計算「1顆粒子」的速率；用實驗推論出的理想氣體定律求出的粒子速率「√2RT/M」，是計算1莫耳粒子的速率，雖然數量相差6.022×10²³倍，但是同樣都是在定義粒子的「最可能速率u_mp」。

u  絕大部分的氣體粒子深受環境溫度的影響，就像絕大多數的人是跟著社會現實而隨波逐流的。

u  但是，就像Maxwell-Boltzmann粒子不同運動速率的數量分佈曲線所指出的，有少數的氣體粒子移動速率打破這個慣性，有些粒子更快，有些粒子更慢。

u  在社會上少數不受環境影響的異類當中，有些是過於落後、無法接受教育的人，有些是自我要求嚴謹、而走在時代尖端的人。

1.      愛默生：天才是有一分的靈感，九十九分的汗水造成的。

2.      亞歷山大‧漢彌頓：有什麼事情，我總要契而不捨地直到研究透徹為止，全神貫注地在一件事情上面，並且儘量從各個角度來研判，如此得來的成果，都被人稱為「天才」。這不過是勤勞與思考的結果。

3.      馬克吐溫：十個人的看法都一致，仍然不能算是上上之策。如果每個人的意見都相同的話，這世界不會有刺激好玩的事。

4.      愛默生：順著世俗的觀念去生活，很容易；依自己的想法過著孤獨的生活，也很容易；真正不容易的是在群居生活當中，也能保持獨立自主的思考與品味。

5.      馬克吐溫：如果你認為人生，是各種突如其來的事件的組合，那麼，你就錯了。在人的頭腦裡，會不斷地產生暴風雨一般的突如其來的想法，因此，這個世界多采多姿。

6.      愛默生：要承擔你自己所闖出來的意外事件。這世界上沒有無法完成的事情，而每一件事情都要用自己的手努力地完成，這樣才是個成年人。

7.      愛默生：古今所有純潔而賢明的靈魂，都曾被人誤會過，偉人經常是被人誤解的。

徐弘毅2010.6.14