Средняя скорость молекул. 
Поток молекул

Молекулы газа в каждый данный момент времени будут отличаться друг от друга не только своим местоположением в сосуде. Но и характером своего движения. Каждая молекула будет двигаться со своей скоростью _i, отличающейся от скоростей других молекул по величине и направлению. Если объем, занимаемый газом, неподвижен, то все направления движения молекул равновероятны. Что же касается значений скоростей молекул по величине _i, то различные скорости не равновероятны.

Энергия одноатомного идеального газа Е будет равна сумме кинетических энергий _i всех его N молекул:

.

Сталкиваясь друг с другом, молекулы непрерывно обмениваются энергией и, в принципе, возможно такое состояние газа, когда все его молекулы, за исключением одной, остановятся, а эта последняя будет двигаться с максимально возможной скоростью _max, определяемой из соотношения авогадро молекула больцмановский скорость.

.

Однако такое неодновременное распределение молекул по скоростям маловероятно. С наибольшей вероятностью будут осуществляться состояния, при которых энергии различных молекул газа _i будут сравнительно близки друг к другу, и мало отличаться от их среднего значения. Средняя энергия поступательного движения молекул равна.

. (7.9).

Величина.

представляет собой средний квадрат скорости молекул газа. Извлекая из этой величины квадратный корень, мы получим величину, называемую средней квадратичной скоростью.

. (7.10).

Средняя арифметическая скорость молекул газа определяется из соотношения.

. (7.11).

Сопоставляя (7.10) и (7.11), легко увидеть, что средняя арифметическая величина скорости не равна средней квадратичной и или.

Расчет показывает, что.

.

где m — масса одной молекулы.

Значение среднего квадрата скорости и средней квадратичной скорости можно определить, приравняв соотношения (7.7) и (7.9):

.

а .