● 軽い分子(オレンジ)/● 重い分子(青) 合計48個・2次元剛体円盤
| 読み取り(平滑化) | 軽 | 重 |
|---|---|---|
| 分子数 N / 質量 m | ||
| (a) v_rms 実測 [単位/s] | ||
| (b) 平均½mv² [×10⁻²¹ J] | ||
| ½mv² ÷ kT | ||
| (c) 部分圧 実測 [p₀] | ||
| 理論 N·kT/A [p₀] |
v_rms比(軽/重):実測 理論 √(m重/m軽) =
全圧 p = p軽 + p重:実測 理論 p₀
(d) 設定温度 実測温度
p₀ = k·(300 K)/A(A=箱の面積)。実測=直近2秒間に各種が壁へ与えた運動量 ÷(時間×壁の全長)。2次元では1分子あたり平均½mv² = kT。分子は有限の大きさ(排除面積)をもつため、実測圧は理想気体の理論値より数%(重い分子が多く質量比が大きいときは最大1割弱)高めに出る。統計ゆらぎは分子数が少ない種ほど大きい。