熱速度

熱速度とは粒子の熱運動の二乗平均の値である。

粒子の速度関数$f(v)$で与えられる場合、熱速度は以下のように定義される。

$v_T={[\underset{0}{\overset{\mathrm{\infty }}{\int }}{v}^{2}f(v)dv]}^{\frac{1}{2}}$

温度によって決まるマクスウェル分布の速度の場合、熱速度は、

$v_T=\sqrt{\frac{3kT}{m}}$

となる。ここで、$k$はボルツマン定数、$m$は粒子の質量である。よって粒子の熱速度と物質の関係は一定な関係がある。

また、熱速度は物質の粒子の平均運動エネルギーを特徴づける。

$⟨E_k⟩=\frac{m{v}_T^2}{2}$

したがって、熱温度は物質を構成する劉素の並進運動に関連する物質の内部エネルギーも特徴づける。