5分でわかる!絶対温度と分子の運動エネルギー
![高校物理](http://assets.try-it.jp/assets/modules/utilities/subject_symbol_border_k0_science_physics-fe90ac1eb3284cd1d1eedd3d53648aa4b76034181b4fdc6fba1e42a666fae593.png)
- ポイント
- ポイント
- 練習
![](http://assets.try-it.jp/assets/modules/components/movie_size-f89110ba4a351d85c483bb12f73c7cf89e2ba13a9174f58b4a38599d28678843.png)
この動画の要点まとめ
ポイント
温度と分子運動の深い関係
![lecturer_avatar](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/suzuki.png)
これは、水の入った容器をガスコンロで温めている図です。ガスコンロによって水に熱を与えていますね。水は 分子 からできており、一つ一つの分子はさまざまな方向に運動しています。この状態から水を熱すると、温度が上がりますね。温度が上がると水分子の運動が激しさを増します。図で水分子に書いてある矢印が 速度 だとすると、温度が上がると矢印も長くなるのです。このように温度と分子の運動には関係性があります。
絶対温度と分子の運動エネルギーの関係性
![lecturer_avatar](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/suzuki.png)
温度と運動エネルギーの関係をもう少し詳しくみていきましょう。水分子一つ一つの質量をm、速さをvとおくと、水分子の運動エネルギーは1/2・mv2ですね。この運動エネルギーと絶対温度T[K]の間には、実は 比例関係 があります。つまり、 温度が上がると分子の運動エネルギーが増加する ということです。その関係を表したのが次のグラフです。
![lecturer_avatar](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/suzuki.png)
温度をどんどん下げていくと最小値は0[K]ですね。この0[K]のことを 絶対零度 といいましす。絶対零度では、運動エネルギーも0となり、 すべての分子が全く動かない状態 です。
![lecturer_avatar](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/suzuki.png)
最後に、ここで扱っている運動エネルギーが 平均値 であるということには注意してください。実際は分子一つ一つの速さはバラバラであり、その運動エネルギーもバラバラです。あくまで、分子の運動エネルギーは平均を考えているということを覚えておきましょう。
熱の正体はエネルギー
![lecturer_avatar](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/suzuki.png)
温度とエネルギーの関係から、そもそも熱とは何かを考えてみましょう。ガスコンロで水に熱を与えると、温度が上がりますね。温度が上がると分子1つ1つの運動エネルギー1/2・mv2[J]が増加します。 熱を与えるということはエネルギーを与えるということ となのです。つまり、熱の正体は エネルギー なんですね。熱エネルギーは Q[J] と表します。
![lecturer_avatar](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/suzuki.png)
ある物質に熱を与えるとき、その物質の 運動エネルギーの増加分 は 与えられた熱エネルギーと等しい ということを押さえておきましょう。
![](http://assets.try-it.jp/assets/modules/utilities/logo_black-a711ae7f4c2af1410b916e7066a5e8950d6f2f3a2150e093b6dc878ad8f31d3f.png)
温度の正体が何か、を考えてみましょう。下の図を見てください。