¿Por qué es que la velocidad de una molécula en un gas se encuentra en un pequeño intervalo en lugar de tener un valor preciso?

5.20.2016 – “ ¿Por qué la velocidad de una molécula en un gas se encuentra en un pequeño intervalo en lugar de tener un valor preciso?


Pareces estar preguntando sobre la mecánica estadística clásica y la teoría cinética.


Una respuesta resumida es que las velocidades tienen valores precisos, pero los pequeños intervalos se utilizan para obtener las contribuciones de las velocidades en ese rango.


En mayor detalle , las velocidades moleculares tienen valores precisos, que, ignorando la relatividad, tienen magnitudes de 0 a [matemáticas] \ infty [/ matemáticas], o componentes x, y, z de – [matemáticas] \ infty [/ matemáticas] a + [matemáticas] \ infty [/ matemáticas].

Las velocidades reales son discretas. Sin embargo, a excepción de los gases muy raros, hay tantas partículas que una aproximación continua es excelente. Para obtener la contribución total de las moléculas a, digamos presión, el rango de velocidad se divide en incrementos infinitesimales dx, dy y dz. Se encontró la contribución de un elemento dx.dy.dz y la contribución neta por integración de [math] – \ infty [/ math] a + [math] \ infty [/ math] para x, y, z.


Gracias por pedirme que responda esta pregunta.

A2A: una molécula particular tiene una velocidad particular (velocidad y dirección). Sin embargo, en la mayoría de los experimentos, las moléculas individuales no se observan directamente. Cada molécula de un gas recibe una cantidad aleatoria de energía de una colisión con otra molécula, y su energía se aleatoriza repetidamente por interacciones frecuentes con otras moléculas (tanto del gas como del recipiente). Las velocidades moleculares caen en una distribución gaussiana estable, que tiene un valor medio y una desviación estándar.

Es habitual, aunque no estrictamente correcto, hablar de cada molécula como si tuviera la velocidad media y una región de “incertidumbre” al respecto. Realmente, cada molécula tiene una velocidad indeterminada.

Gracias por hacerme esta pregunta.

La razón de este pequeño intervalo (que se llama distribución) es que la velocidad de las moléculas en un gas no sigue un solo valor sino que sigue una distribución, por lo tanto, hay una dispersión en los valores. Nunca se puede encontrar un valor exacto de velocidad de una molécula de gas. Siempre habrá un rango de valores aproximados.