気体分子の分子速度について

質問

素人質問で大変恐縮なのですが、教えて頂きたいのは下記３つなのです・・・

(1)物理化学の本に『気体分子の速度は相互の衝突の為、絶えず変化し零から非常に大きな値にわたって分布する』とありました。（物理化学大要《東京(株)養賢堂発行》より）
そこで疑問に思ったのは、気体分子の速度変化は、相互の衝突のみに起こるのかな？という事です。分子に作用する重力や浮力もあると思うのですが、如何なものなのでしょうか？一般的に重力等は無視するものなのでしょうか？

(2)流体が対流を起こしている時などは、分子速度は対流が無い時と比べて速度の違いがあるのでしょうか？

(3)理論上、分子の平均の並進運動エネルギーは空気を構成している全ての分子分たし合わせた後、体積を単位体積にすれば、ベルヌーイの定理でいう、運動エネルギーになるのですか？

そもそも、換気力学を多少かじった程度の私が興味本位で物理化学に挑んだのですが、それがどうして難しく・・・物理化学の本を読んでいても気体分子と流体が上手く結びつきません・・・何か良いＵＲＬがありましたら一緒に教えて頂きたいと思います。

以上、宜しくお願い致します。

回答No.1

ElectricGamo

(1) 通常扱う領域では重力等は無視できるぐらい小さいので無視します。ただし、地球規模の場合には考慮する必要が出てきます。身近なところでは、1mや10mの高度変化では気圧は大して変わりませんが、山に登ると変わるのが分かりますよね。

(2)違いがあります。その違いが対流を起こしています。分子の平均速度は対流を起こしていない場合には0であるのに対して、対流がある場合ならその対流の速度となります。

(3)なりません。分子の平均速度を求め、すべての気体分子が平均速度で動いてると考えたものが運動エネルギーです。(2)で出てくる対流の持つ運動エネルギーと言えば分かりやすいでしょうか。

これらは気体分子運動論の本を見るとすっきりしますよ。