「溫度」與氣體粒子「動能」的關係

化學原理啟迪111

徐弘毅：

1.        氣體粒子施加在容器每單位面積上的「壓力p」，乘上「體積v」，是容器中所有氣體粒子對容器施加的全部力量「P×V」；

2.        每個氣體粒子有固定的動能，粒子的數量多還是少？會影響粒子施加在容器身上力量的大小，所以，粒子的數量必須用一個標準來衡量，這個標準就是「莫耳數n」。

3.        「1mole莫耳」是6.022×10²³顆粒子。莫耳數是指「有幾莫耳」？「2mole莫耳」是2（6.022×10²³）顆粒子；「3mole莫耳」是3（6.022×10²³）顆粒子。

4.        考慮氣體粒子的數量，把氣體粒子對容器施加的全部力量，除以，氣體粒子的莫耳數(n)，就得到每莫耳氣體粒子對容器施加的全部力量：(P×V)/n。

5.        依據氣體實驗，「溫度」愈高，氣體粒子對容器施加的力量愈大，「溫度」愈低，氣體粒子對容器施加的力量愈小。

6.        粒子的施力愈大，可能造成1.假如體積不變，壓力就變大：2.假如壓力不變，體積就變大。

7.        「溫度T」和氣體粒子對容器施加的力量，有固定的比例關係，就是常數R「0.08206 L atm K^-1mol^-1」：(P×V)/n＝RT。（注：K是絕對溫度。）

n   綜合以上的看法，得到這樣的關係：

Ø   依據模擬的氣體粒子運動，每莫耳氣體粒子對容器施加的全部力量(P×V)/n，是每莫耳氣體粒子動能的2/3倍。

Ø   換個角度來說，每莫耳氣體粒子的動能，是每莫耳氣體對容器施加的全部力量的3/2倍。

n   因此得到以下的結論：

n   因為重點是「溫度」與氣體粒子「動能」的關係，所以公式摘錄成：

2010.6.9.