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気体原子または分子は、粒子がより大きな相関を持つ液体または固体と比較して、互いにほぼ独立して作用します。これは、気体が対応する液体の数千倍の体積を占める可能性があるためです。ガス粒子の二乗平均速度は、「マクスウェル速度分布」に従って、温度によって直接変化します。この式により、温度から速度を計算できます。
マクスウェル速度分布方程式の導出
Maxwell Speed Distribution方程式の導出と応用を学びます。この方程式は、理想気体の法則の方程式に基づいており、そこから導き出されています。
PV = nRT
ここで、Pは圧力、Vは体積（速度ではない）、nは気体粒子のモル数、Rは理想気体定数、Tは温度です。
このガスの法則が運動エネルギーの式とどのように組み合わされるかを研究します。
KE = 1/2 m v ^ 2 = 3/2 k T.
単一のガス粒子の速度は、複合ガスの温度から導出できないという事実に感謝します。本質的に、各粒子には異なる速度があり、温度も異なります。この事実を利用して、レーザー冷却の手法を導き出しました。ただし、システム全体または統合システムとして、ガスには測定可能な温度があります。
次の式を使用して、気体の温度から気体分子の二乗平均速度を計算します。
Vrms =（3RT / M）^（1/2）
ユニットを一貫して使用するようにしてください。たとえば、分子量が1グラムあたりのグラムであり、理想気体定数の値が1ケルあたりのジュールあたりのジュールであり、温度が1ケルあたりのジュールである場合、理想気体定数は1ジュールあたりのジュールです。 -degree Kelvin、速度はメートル/秒です。
この例で練習します。ガスがヘリウムの場合、原子量は4.002グラム/モルです。 293ケルビン（華氏約68度）の温度で、理想的な気体定数がモルケルビンあたり8.314ジュールである場合、ヘリウム原子の二乗平均速度は次のようになります。
（3 x 8.314 x 293 / 4.002）^（1/2）= 42.7メートル/秒。
この例を使用して、温度から速度を計算します。