Calculadora de velocidad cuadrática media

Las moléculas de un gas no se mueven todas a la misma rapidez. Chocan continuamente, intercambian energía y presentan una amplia distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann. La velocidad cuadrática media, normalmente escrita vrms, es una rapidez representativa que se obtiene elevando al cuadrado cada rapidez molecular, promediando esos valores y extrayendo la raíz cuadrada. Como las partículas más rápidas contribuyen más tras elevar al cuadrado, la velocidad RMS supera tanto la rapidez más probable como la rapidez media ordinaria del mismo gas ideal. La teoría cinética relaciona el movimiento molecular con la temperatura medible. La energía cinética traslacional media por molécula es tres medios de la constante de Boltzmann multiplicada por la temperatura absoluta. Al combinar esta relación con la energía cinética, vrms resulta igual a la raíz cuadrada de tres veces la constante universal de los gases por la temperatura, dividida por la masa molar. Esta calculadora usa la constante 8.314462618 julios por mol kelvin y convierte la masa molar introducida de gramos por mol a kilogramos por mol antes de evaluar la fórmula. La temperatura debe ser absoluta: introduce kelvin, no grados Celsius ni Fahrenheit. Para convertir una temperatura Celsius, suma 273.15. La masa molar debe corresponder a un mol de las partículas de gas del modelo. Por ejemplo, el nitrógeno gaseoso está formado principalmente por moléculas N2 y tiene una masa molar cercana a 28.0134 gramos por mol; introducir la masa atómica de un solo átomo de nitrógeno daría una rapidez incorrecta. A 298.15 kelvin, la rapidez RMS del nitrógeno es de unos 515 metros por segundo. La relación de raíz cuadrada explica dos tendencias útiles. Aumentar la temperatura absoluta eleva la rapidez molecular, pero duplicarla solo multiplica la velocidad RMS por la raíz cuadrada de dos. Aumentar la masa molar reduce la rapidez: a igual temperatura, un gas ligero como el hidrógeno se mueve mucho más rápido que uno pesado como el hexafluoruro de azufre. Estas diferencias influyen en la difusión, la efusión, la transferencia de calor, la frecuencia de colisiones y la capacidad de las partículas atmosféricas para escapar de un campo gravitatorio. La fórmula supone un gas ideal en equilibrio térmico y solo considera el movimiento traslacional. Es muy útil para gases diluidos en condiciones habituales, pero las interacciones de los gases reales adquieren importancia a alta presión o cerca de la condensación. La velocidad RMS tampoco es la velocidad de flujo macroscópico medida en una tubería. Un gas en reposo puede tener flujo neto nulo mientras sus moléculas se mueven a cientos de metros por segundo en direcciones aleatorias. Usa el resultado para estudiar el movimiento térmico microscópico, no para sustituir un cálculo de flujo de fluidos.