السرعة الحرارية

السرعة الحرارية هي السرعة النموذجية للحركة الحرارية للجسيمات التي تشكل غازًا أو سائلًا ، إلخ. وبالتالي ، فإن السرعة الحرارية بشكل غير مباشر هي مقياس لدرجة الحرارة، لكن من الناحية الفنية ، فهو مقياس لعرض القمة في توزيع سرعة جسيم ماكسويل-بولتزمان.

لاحظ أن السرعة الحرارية بالمعنى الدقيق للكلمة ليست سرعة ، لأن السرعة عادةً ما تصف متجهًا وليس مجرد سرعة قياسية.

نظرًا لأن السرعة الحرارية ليست سوى سرعة «نموذجية» ، يمكن استخدام عدد من التعريفات المختلفة.

مع أخذ $k_{\text{B}}$ ليكون ثابت بولتزمان، $T$ درجة الحرارة المطلقة، و $m$ كتلة الجسيم، يمكننا كتابة السرعات الحرارية المختلفة:

في بُعد واحد

إذا تم تعريف $v_{\text{th}}$ ليكون جذر متوسط مربع السرعة في أي بُعد واحد (أي اتجاه واحد)، إذن:

$v_{\text{th}}=\sqrt{\frac{k_{\text{B}}T}{m}}.$

إذا تم تعريف $v_{\text{th}}$ ليكون متوسط مقدار السرعة في أي بعد واحد (أي أي اتجاه واحد) ، إذن:

$v_{\text{th}}=\sqrt{\frac{2k_{\text{B}}T}{\pi m}}.$

في ثلاثة أبعاد

إذا تم تعريف $v_{\text{th}}$ ليكون السرعة الأكثر احتمالا، إذن:

$v_{\text{th}}=\sqrt{\frac{2k_{\text{B}}T}{m}}.$

إذا تم تعريف $v_{\text{th}}$ ليكون جذر متوسط مربع السرعة الكلية (في ثلاثة أبعاد)، إذن:

$v_{\text{th}}=\sqrt{\frac{3k_{\text{B}}T}{m}}.$

إذا تم تعريف $v_{\text{th}}$ ليكون متوسط مقدار سرعة الذرات أو الجزيئات، إذن:

$v_{\text{th}}=\sqrt{\frac{8k_{\text{B}}T}{m\pi }}.$ كل هذه التعريفات في نطاق:

$v_{\text{th}}=(1.6\pm 0.2)\sqrt{\frac{k_{\text{B}}T}{m}}.$