제곱평균제곱근 속력 계산기

기체 분자가 모두 같은 속력으로 움직이는 것은 아닙니다. 끊임없이 충돌하며 에너지를 교환하고 넓은 맥스웰-볼츠만 속력 분포를 이룹니다. 보통 vrms로 쓰는 제곱평균제곱근 속력은 각 분자의 속력을 제곱해 평균한 뒤 제곱근을 취한 대표 속력입니다. 빠른 입자는 제곱 후 기여도가 더 커지므로 같은 이상 기체에서 RMS 속력은 최빈 속력과 일반적인 평균 속력보다 큽니다. 기체 운동론은 분자 운동을 측정 가능한 온도와 연결합니다. 분자 하나의 평균 병진 운동 에너지는 볼츠만 상수와 절대 온도의 곱에 이분의 삼을 곱한 값입니다. 이 관계와 운동 에너지 식을 결합하면 vrms는 보편 기체 상수, 온도, 삼의 곱을 몰 질량으로 나눈 값의 제곱근이 됩니다. 이 계산기는 기체 상수8.314462618줄 매 몰 매 켈빈을 사용하며 계산 전에 입력한 몰 질량을 그램 매 몰에서 킬로그램 매 몰로 변환합니다. 온도는 절대 온도여야 하므로 섭씨나 화씨 대신 켈빈을 입력하세요. 섭씨 온도에273.15를 더하면 변환할 수 있습니다. 몰 질량은 모델링하는 실제 기체 입자 일 몰의 질량이어야 합니다. 예를 들어 질소 기체는 주로 N2 분자로 이루어지고 몰 질량은 약28.0134그램 매 몰입니다. 질소 원자 하나의 원자 질량을 입력하면 잘못된 속력이 나옵니다. 298.15켈빈에서 질소의 RMS 속력은 약515미터 매 초입니다. 제곱근 관계는 두 가지 유용한 경향을 설명합니다. 절대 온도가 높아지면 분자 속력이 증가하지만 온도를 두 배로 해도 RMS 속력은 이의 제곱근 배만 증가합니다. 몰 질량이 커지면 속력은 감소합니다. 같은 온도에서 수소처럼 가벼운 기체는 육불화황처럼 무거운 기체보다 훨씬 빠르게 움직입니다. 이러한 차이는 확산, 분출, 열전달, 충돌 빈도 및 대기 입자가 중력장을 벗어나는 능력에 영향을 줍니다. 이 식은 열평형 상태의 이상 기체를 가정하며 병진 운동만 고려합니다. 일반적인 희박 기체 조건에서 매우 유용하지만 고압이나 응축에 가까운 상태에서는 실제 기체의 상호작용이 중요해집니다. 또한 RMS 속력은 관 안에서 측정하는 거시적 유속이 아닙니다. 정지한 기체의 순유동은 영이어도 개별 분자는 초당 수백 미터의 속력으로 무작위 방향으로 움직일 수 있습니다. 이 결과는 미시적 열운동을 공부하는 데 사용하고 유체 유동 계산을 대체하지 마세요.