Velocitat tèrmica

La velocitat tèrmica és una velocitat típica del moviment tèrmic de les partícules que formen un gas, líquit, etc. Aixina, indirectament, la velocitat tèrmica és una mida de la temperatura. Tècnicament parlant, és una mida de l'ample del pico en la distribució de velocitat de partícules de Maxwell-Boltzmann. Cal tindre en conte que, en el sentit més estricte, la velocitat tèrmica no és una velocitat, ya que la velocitat generalment descriu un vector en lloc de simplement una velocitat escalar.

Ya que la velocitat tèrmica és solament una velocitat "típica", es poden usar i s'usen vàries definicions diferents.

Prenent $k_B$per a ser la constant de Boltzmann, $T$ és la temperatura, i $m$ és la massa d'una partícula, llavors podem escriure les diferents velocitats tèrmiques:

En una dimensió

Si $v_{th}$ es definix com la raïl quadrada mija de la velocitat en qualsevol dimensió (és dir, en qualsevol direcció única), després

$v_{th}=\sqrt{\frac{k_{B}T}{m}}$.

Si $v_{th}$es definix com la mija de la magnitut de la velocitat en qualsevol dimensió (és dir, en qualsevol direcció única), després

$v_{th}=\sqrt{\frac{2k_{B}T}{\pi m}}$.

En tres dimensions

Si $v_{th}$es definix com la velocitat més provable, llavors

$v_{th}=\sqrt{\frac{2k_{B}T}{m}}$.

Si $v_{th}$ es definix com la raïl quadrada mija de la velocitat total (en tres dimensions), després

$v_{th}=\sqrt{\frac{3k_{B}T}{m}}$.

Si $v_{th}$es definix com la mija de la magnitut de la velocitat dels àtoms o molècules, llavors

$v_{th}=\sqrt{\frac{8k_{B}T}{m\pi }}$.

Per totes estes definicions $v_{th}$cau en el ranc de

$v_{th}=(1.6\pm 0.2)\sqrt{\frac{k_{B}T}{m}}$.