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粒子直線運動的能量單位
2010/06/02 22:22
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「u²e-mu²/2kBT」粒子直線運動的能量單位。「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」。

 

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.     「kB」 Boltzmann常數=1.38066×10-23J/K(焦耳/絕對溫度)。「T」絕對溫度。「kB 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「kBT」,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「kBT」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「2kBT」。

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.  「emu²/2kBT」: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。


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