A energia cinética média das moléculas é a mesma, independentemente da sua massa.

Isso pode ser visto na equação da energia cinética:

$$KE =\frac{1}{2} mv^2$$

Onde:

- \(KE\) é energia cinética
- \(m\) é massa
- \(v\) é a velocidade

Para uma determinada temperatura, a energia cinética média das moléculas é constante:

$$ \overline {KE} =\frac{3}{2} k_B T$$

Onde:

- \(\overline {KE}\) é a energia cinética média
- \(k_B\) é a constante de Boltzmann
- \(T\) é a temperatura

Isso significa que moléculas com massa maior devem ter uma velocidade menor, em média, do que moléculas com massa menor.

Por exemplo, à temperatura ambiente, as moléculas de azoto (N2) têm uma velocidade média de cerca de 515 metros por segundo, enquanto as moléculas de oxigénio (O2) têm uma velocidade média de cerca de 460 metros por segundo. Isso ocorre porque as moléculas de nitrogênio são mais leves que as moléculas de oxigênio, portanto têm uma energia cinética média mais alta.

A dependência da velocidade com a massa também pode ser vista a partir da velocidade quadrática média (rms) das moléculas:

$$v_{rms} =\sqrt{\frac{3 k_B T}{m}}$$

Onde:

- \(v_{rms}\) é a raiz quadrada média da velocidade
- \(k_B\) é a constante de Boltzmann
- \(T\) é a temperatura
- \(m\) é a massa

Esta equação mostra que a velocidade rms das moléculas é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa. Isso significa que moléculas com massa maior têm uma velocidade rms menor, em média, do que moléculas com massa menor.