방 안 공기 분자는 얼마나 빨리 움직일까?

How fast do the air molecules in a room move?

지금 내 얼굴에 부딪히는 공기 분자는 얼마나 빨리 날아오고 있을까요?

무슨 일이 일어났나

NIST 에 따르면 25 °C 방 공기 분자는 평균 약 500 m/s(시속 약 1,800 km)로 날고, 223 m/s 로 느린 분자와 717 m/s 로 빠른 분자도 함께 있으며 모두 다른 방향으로 움직입니다.

시뮬레이터의 실제 기체 계산(질소 몰 질량 28.0134 g/mol, NIST)으로는 가장 흔한 빠르기 421 m/s, 평균 475 m/s, 제곱 평균 515 m/s 입니다.

NASA 에 따르면 바닷가 표준 대기의 소리 빠르기는 약 335 m/s 이고, 소리는 제멋대로 움직이는 분자들의 충돌로 전해집니다 — 그래서 소리 빠르기는 분자 빠르기와 비슷한 크기입니다.

헬륨으로 바꾸면(비교 줄) 같은 온도에서 평균 약 1,260 m/s 로 질소의 2.6 배쯤 빠릅니다.

💡 생활 속 예시

바람 한 점 없는 방에서도 공기 분자는 초속 수백 m 로 날아다니며 벽과 창문을 끊임없이 두드립니다 — 이 두드림이 기압입니다.
한겨울 0 °C 바깥 공기에서도 질소 분자의 평균 빠르기는 454 m/s 로, 25 °C 방 안(475 m/s)과 크게 다르지 않습니다.

확인된 값

방 안(25 °C) 공기 분자의 평균 빠르기 — 약 500 m/s (≈ 1,800 km/h) (NIST): 500 m/s 출처
느린 분자 223 m/s, 빠른 분자 717 m/s 도 함께 있다 (NIST): 223 · 717 m/s 출처
분자들은 저마다 다른 방향으로 움직인다 (NIST): 모든 방향 출처
바닷가 표준 대기의 소리 빠르기 약 1,100 ft/s (≈ 335 m/s) — 분자 빠르기와 비슷한 크기 (NASA): 335 m/s 출처
소리는 제멋대로 움직이는 분자들의 충돌로 전해진다 (NASA): 분자 충돌 출처
공기의 주성분 질소 분자 몰 질량 (NIST WebBook): 28.0134 g/mol 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 고급 물리학 · 역학 [12고물01-05]
일본 · 高等学校物理 (1) 様々な運動

출처

이어서 보기

같은 단원 · 기체와 분자 운동

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