3. 分子速度分布

概念解释:
在气体中，并非所有分子都以相同的速度运动。分子速度的分布可以用麦克斯韦-玻尔兹曼分布描述，该分布表明大多数分子的速度接近平均值，但有些分子运动得更快或更慢。

关键点:
- 最可几速度: 速度分布中分子数量最多的速度。
- 平均速度: 气体中所有分子的平均速度。
- 均方根速度: 使气体分子具有与平均动能相同动能的速度。

示例问题:

问题: 计算室温（300 K）下氧气分子（O₂）的均方根速度。氧气的摩尔质量为32 g/mol，气体常数R = 8.314 J/mol·K。

解决方案:
均方根速度的公式为：
v_rms = √(3RT / M)
其中R为气体常数，T为开尔文温度，M为以kg/mol为单位的摩尔质量。
将摩尔质量从克转换为千克：
M = 32 g/mol = 0.032 kg/mol
现在计算速度：
v_rms = √(3 × 8.314 × 300 / 0.032) ≈ 483 m/s
因此，300 K下氧气分子的均方根速度约为483 m/s。