В 1м³ газа при давлении 1,2 * 10^5 Па содержится 2* 10^25 молекул , средняя квадратичная скорость которых...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
давление физика газы масса молекулы скорость
0

В 1м³ газа при давлении 1,2 10^5 Па содержится 2 10^25 молекул , средняя квадратичная скорость которых 600 м/с. Определить массу одной молекулы этого газа. Помогите плииз

avatar
задан 11 месяцев назад

2 Ответа

0

Для решения этой задачи можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа, а также формулой для расчета средней кинетической энергии молекул.

  1. Уравнение состояния идеального газа: pV=nRT Где p - давление, V - объем, n - количество молей, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в кельвинах.

  2. Связь между количеством молекул и количеством молей: n=NNA Где N - количество молекул, NA - число Авогадро (6.022×1023 молекул/моль).

  3. Средняя кинетическая энергия одной молекулы: 32kT=12mv2 Где k - постоянная Больцмана (1.38×1023 Дж/К), m - масса одной молекулы, v - средняя квадратичная скорость молекул.

    Отсюда можно выразить массу одной молекулы: m=3kTv2

  4. Выразим температуру через известные параметры: Перепишем уравнение идеального газа, подставив выражение для n: pV=NNART T=pVNARN

    Подставляя численные значения: T=1.2×105×1×6.022×10238.314×2×1025436.65 К

  5. Теперь подставим T в формулу для m: m=3×1.38×1023×436.6560024.84×1026 кг

Таким образом, масса одной молекулы газа составляет приблизительно 4.84×1026 кг.

avatar
ответил 11 месяцев назад
0

Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться формулой для средней кинетической энергии молекул газа:

E = 3/2 k T

Где: E - энергия k - постоянная Больцмана 1.381023Дж/К T - температура в Кельвинах

Мы знаем, что средняя квадратичная скорость молекул равна 600 м/с, а энергия связана со скоростью следующим образом:

E = 1/2 m v^2

Где: m - масса молекулы v - скорость молекулы

Таким образом, мы можем выразить массу молекулы через скорость:

m = 2 * E / v^2

Теперь нам необходимо найти энергию молекулы. Для этого воспользуемся формулой для энергии идеального газа:

E = 3/2 k T

Мы знаем, что в 1м³ газа при давлении 1,2 10^5 Па содержится 2 10^25 молекул. Таким образом, мы можем найти температуру газа по уравнению состояния идеального газа:

P V = n k * T

T = P V / (n k)

T = (1.2 10^5 Па) 1м³ / (2 10^25 молекул 1.38 * 10^-23 Дж/К)

Теперь, зная температуру газа, можем найти массу одной молекулы:

m = 2 (3/2 k * T) / v^2

m = 2 (3/2 1.38 10^-23 Дж/К (1.2 10^5 Па 1 м³ / (2 10^25 молекул 1.38 * 10^-23 Дж/К))) / 600м/с^2

m = 3.6 * 10^-26 кг

Итак, масса одной молекулы этого газа составляет 3.6 * 10^-26 кг.

avatar
ответил 11 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме