Идеальный газ находится при температуре 190°С и давлении 105 Па. Оценить среднее расстояние между центрами молекул газа.
от

1 Ответ

дано:  
температура T = 190°C = 190 + 273.15 = 463.15 K  
давление P = 10⁵ Па  
газовая постоянная R = 8.314 Дж/(моль·К)  

найти:  
среднее расстояние между центрами молекул газа d.

решение:  
Для идеального газа можно использовать приближённую формулу для среднего расстояния между молекулами, основанную на уравнении состояния идеального газа:

d = (V/N)^(1/3),

где V - объём, N - количество молекул в объёме.

Сначала найдём объём одного молекулы. Из уравнения состояния идеального газа:

PV = nRT,

где n - количество моль газа. Количество молекул N связано с количеством моль n через число Авогадро:

n = N / Nа.

Теперь выражаем объём V как:

V = nRT / P.

Подставим n = N / Nа:

V = (N / Nа) * R * T / P.

Теперь находим среднее расстояние между молекулами, которое пропорционально объёму на молекулу:

d = (V / N)^(1/3) = [(R * T) / (P * Nа)]^(1/3).

Подставим известные значения:

d = [(8.314 * 463.15) / (10⁵ * 6.022 * 10²³)]^(1/3).

Вычислим числовое значение:

d = [(3844.87) / (6.022 * 10²⁸)]^(1/3)  
  ≈ (6.4 * 10⁻³)^(1/3)  
  ≈ 1.86 * 10⁻¹¹ м.

ответ:  
Среднее расстояние между центрами молекул газа составляет примерно 1.86 * 10⁻¹¹ м.
от