算气体、液体、固体热运动的平均速度都是一个公式么？

bobosiji · 发表于 Post on 2019-9-8 22:22:11

就是由能量均分原理 kT/2=mv*v/2？
这样的话，在同一个温度下（比如室温），气液固体原子的热运动平均速度都一样；
这和人头脑的直觉截然不同：气体扩散快，液体慢，固体几乎可以忽略。如何解释？
多谢指点~

tjuptz · 发表于 Post on 2019-9-8 23:07:22

理想气体假设

granvia · 发表于 Post on 2019-9-8 23:48:49

当然不一样。你得先分清平动，转动和振动

卡开发发 · 发表于 Post on 2019-9-9 01:12:42

平均速率不是平均速度，并不违背直观。

bobosiji · 发表于 Post on 2019-9-9 09:23:02

granvia 发表于 2019-9-8 23:48
当然不一样。你得先分清平动，转动和振动

愿闻其详？如果气体是单原子的 He气，液体里我们只看离子（单原子），比如K+ 的话，它们都没有转动、振动，只有平动了。

bobosiji · 发表于 Post on 2019-9-9 09:23:49

卡开发发发表于 2019-9-9 01:12
平均速率不是平均速度，并不违背直观。

您的意思， kT/2=mv*v/2算出来的是平均速率（标量）；而扩散涉及的是平均速度（矢量）？

卡开发发 · 发表于 Post on 2019-9-9 17:32:14

bobosiji 发表于 2019-9-9 09:23
您的意思， kT/2=mv*v/2算出来的是平均速率（标量）；而扩散涉及的是平均速度（矢量）？

应该都是速率，但不都是平动的，比如低温下固体基本上认为原子只是在平衡位置附近振动（谐振势），均分定理也能算出来平均速率，但这个并不对应扩散速率。

granvia · 发表于 Post on 2019-9-15 23:56:41

卡开发发发表于 2019-9-9 17:32
应该都是速率，但不都是平动的，比如低温下固体基本上认为原子只是在平衡位置附近振动（谐振势），均分定 ...

如果温度足够低，振动的均分定理并不成立，因为量子化的加和（Planck模型）并不能用积分（Rayleigh-Jeans模型）来近似。而且讨论谐振的速率好像意义不大吧

卡开发发 · 发表于 Post on 2019-9-16 04:37:05

granvia 发表于 2019-9-15 23:56
如果温度足够低，振动的均分定理并不成立，因为量子化的加和（Planck模型）并不能用积分（Rayleigh-Jeans ...

温度低但不是很低的情况应该能满足谐振和经典统计两个条件。

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[综合交流] 算气体、液体、固体热运动的平均速度都是一个公式么？