Каково давление р идеального газа, у которого средняя квадратичная скорость хаотического движения молекул равна 500 м/с при его плотности 1,2 кг/м3?
от

1 Ответ

Дано:  
Средняя квадратичная скорость молекул, v = 500 м/с  
Плотность газа, ρ = 1.2 кг/м³  

Найти:  
Давление газа, p  

Решение:  
1. Найдем массу одной молекулы газа:  
m = ρ / N_A, где N_A - число Авогадро ≈ 6.022 * 10^23 молекул в моль.  
Молярная масса одноатомного газа ≈ 4 * 10^-3 кг/моль (примерно для атома гелия).  
2. Теперь найдем температуру газа по формуле T = m * v^2 / (3 * k), где k ≈ 1.38 * 10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана.  
3. Рассчитаем давление газа, используя уравнение состояния идеального газа:  
p = ρ * R * T, где R ≈ 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная.

Выполним расчеты:  
1. m ≈ 1.2 кг/м^3 / (6.022 * 10^23) ≈ 2 * 10^-26 кг/мол  
2. T ≈ (2 * 10^-26 * (500)^2) / (3 * 1.38 * 10^-23) ≈ 1.44 * 10^5 К  
3. p ≈ 1.2 * 8.31 * 1.44 * 10^5 ≈ 1.58 * 10^6 Па  

Ответ:  
Давление газа равно примерно 1.58 * 10^6 Па.
от