Calculadora de velocidade quadrática média

As moléculas de um gás não se movem todas com a mesma rapidez. Elas colidem continuamente, trocam energia e seguem uma ampla distribuição de velocidades de Maxwell-Boltzmann. A velocidade quadrática média, geralmente escrita como vrms, é uma rapidez representativa obtida elevando ao quadrado a rapidez de cada molécula, calculando a média desses quadrados e extraindo a raiz quadrada. Como as partículas mais rápidas contribuem mais após o quadrado, a velocidade RMS é maior que a velocidade mais provável e que a rapidez média comum do mesmo gás ideal. A teoria cinética relaciona o movimento molecular à temperatura mensurável. A energia cinética translacional média por molécula é três meios da constante de Boltzmann multiplicada pela temperatura absoluta. Combinando essa relação com a energia cinética, vrms é igual à raiz quadrada de três vezes a constante universal dos gases multiplicada pela temperatura e dividida pela massa molar. Esta calculadora usa a constante 8.314462618 joules por mol kelvin e converte a massa molar informada de gramas por mol para quilogramas por mol antes de aplicar a fórmula. A temperatura deve ser absoluta: insira kelvin, não graus Celsius ou Fahrenheit. Uma temperatura Celsius pode ser convertida somando 273.15. A massa molar deve corresponder a um mol das partículas reais do gás modelado. O nitrogênio gasoso, por exemplo, é composto principalmente por moléculas N2 e tem massa molar próxima de 28.0134 gramas por mol; inserir a massa atômica de um único átomo de nitrogênio produziria uma velocidade incorreta. A 298.15 kelvin, a velocidade RMS do nitrogênio é de cerca de 515 metros por segundo. A relação de raiz quadrada explica duas tendências úteis. Elevar a temperatura absoluta aumenta a velocidade molecular, mas dobrá-la aumenta a velocidade RMS apenas pelo fator raiz quadrada de dois. Aumentar a massa molar reduz a velocidade: à mesma temperatura, um gás leve como o hidrogênio se move muito mais rápido que um gás pesado como o hexafluoreto de enxofre. Essas diferenças influenciam a difusão, a efusão, a transferência de calor, as taxas de colisão e a capacidade das partículas atmosféricas de escapar de um campo gravitacional. A fórmula pressupõe um gás ideal em equilíbrio térmico e considera apenas o movimento de translação. É muito útil em condições usuais de gases diluídos, mas as interações de gases reais se tornam importantes em alta pressão ou perto da condensação. A velocidade RMS também não é a velocidade macroscópica de escoamento medida em uma tubulação. Um gás em repouso pode ter fluxo líquido nulo enquanto suas moléculas se movem a centenas de metros por segundo em direções aleatórias. Use o resultado para estudar o movimento térmico microscópico, não para substituir um cálculo de escoamento de fluidos.