1eVのエネルギーを持つ気体

質問

ウィキペディアを見ていたら、「1eVの平均運動エネルギーをもつ気体の温度は11604 Kとなる。」と書いてありました。
これが正しいとすると逆に、気体分子に1eVと同じエネルギーを熱で与えるには0Ｋから11604Ｋに昇温すればよいということでしょうか？3eVのエネルギーを与えるには11604×3 Ｋに昇温すればいいのでしょうか？
よろしくお願いいたします。

回答No.1

inara · ベストアンサー

その通りです。

eV（電子ボルト）単位のエネルギーをE [eV]、絶対温度をT [K]とすれば

e×E=k×T

eは素電荷でe=1.60219×10^(-19) [C]、kはボルツマン定数でk=1.38062×10^(-23) [J/K]ですので、

T=11604.86×E

となります。E=3 [eV]なら、T=11604.86×3 [K]に昇温すればいいわけです。

現実にはこんな温度は実現できませんが、荷電粒子を電界で加速してやれば大きなエネルギーを与えることができます。荷電粒子が電子の場合、わずか3V（ボルト）の電圧で加速すればこのエネルギーになります（eVというのは電子をこの電圧で加速したときに電子が持つエネルギーという意味の単位）。