Почему коэффициент 3/2?

На каждую степень свободы приходится энергия kT/2 (теорема о равнораспределении). Одноатомная молекула имеет 3 степени свободы (движение вдоль x, y, z), поэтому Ek = 3×(kT/2).

Зависит ли энергия от массы молекулы?

Нет! При одинаковой температуре все молекулы (лёгкие и тяжёлые) имеют одинаковую среднюю кинетическую энергию. Лёгкие молекулы движутся быстрее.

ВсеФормулыПоФизике

Средняя кинетическая энергия молекулы

Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа Ek = 3kT/2. Связь температуры и энергии. Калькулятор.

Средний уровеньЕГЭ

Формула

Альтернативные формы:

Обозначения

Символ	Величина	Единица СИ
E_k	средняя кинетическая энергия Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы	$Дж$
k	постоянная Больцмана Постоянная Больцмана	$\frac{Дж}{К}$
T	температура Абсолютная температура	$К$

Калькулятор

Найти:

постоянная Больцмана (k), Дж/К

температура (T), К

Пояснение

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы идеального одноатомного газа равна Ek = 3kT/2. Коэффициент 3/2 связан с тремя степенями свободы (движение по трём осям). Эта формула показывает физический смысл температуры: T — мера средней кинетической энергии молекул.

Пример расчёта

Энергия молекулы при комнатной температуре

Найти среднюю кинетическую энергию молекулы азота при температуре 27°C.

Дано:

t = 27 °C

k = 1.38e-23 Дж/К