2.1. Энергия газа и его температура

Энергия газа, определяемая скоростью его частиц 2) описывается одним из основных законов кинетической теории газов.

Этот закон выражает связь между кинетической энергией молекул в их хаотическом (тепловом) движении и средней температурой газа

где W — кинетическая энергия молекулы газа, v — скорость молекулы, с — коэффициент пропорциональности, зависящий от способа определения скорости частиц газа и выбора единиц измерения.

Если частица газа имеет шарообразную форму, то ее кинетическая энергия может быть исключительно энергией движения. Эта энергия не зависит от рода газа, а только от его температуры. Из уравнения (2.1) находим скорость частицы

Отсюда следует, что чем легче газ, тем больше скорость частицы. Например, частицы водорода Н2 при одинаковой температуре имеют в 4 раза большую скорость, чем частицы кислорода О2, скорость атомов ртути при той же температуре приблизительно в 10 раз меньше скорости частиц водорода.

Заменяя, согласно уравнению (1.1), массу молекулы молекулярной массой М0, можно записать формулу (2.2) в виде

2) В дальнейшем определение «частица» будет применяться как для молекул, так и для атомов (одноатомных молекул), когда различия между ними с точки зрения физики газов несущественны.