Как можно вычислить среднюю квадратичную скорость молекул газа, зная следующее: давление 6*10^5 Па, концентрация молекул 10^25 м-3 и масса одной молекулы 2*10^-26 кг?

Физика 11 класс Термодинамика идеального газа средняя квадратичная скорость молекулы газа давление концентрация молекул масса молекулы физика 11 класс Новый

Для вычисления средней квадратичной скорости молекул газа можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа и формулой для средней квадратичной скорости молекул. Давайте разберем шаги решения подробно.

Шаг 1: Записать формулу для средней квадратичной скорости молекул

Средняя квадратичная скорость молекул газа (v) может быть вычислена по формуле:

v = √(3 * P / (ρ))

где:

• P - давление газа (Па),
• ρ - плотность газа (кг/м³).

Шаг 2: Найти плотность газа

Плотность газа (ρ) можно вычислить, зная концентрацию молекул (n) и массу одной молекулы (m):

ρ = n * m

где:

• n = 10^25 м^-3 (концентрация молекул),
• m = 2 * 10^-26 кг (масса одной молекулы).

Теперь подставим значения:

ρ = 10^25 м^-3 * 2 * 10^-26 кг = 2 * 10^-1 кг/м³ = 0.2 кг/м³.

Шаг 3: Подставить значения в формулу для средней квадратичной скорости

Теперь, когда мы знаем давление (P = 6 * 10^5 Па) и плотность (ρ = 0.2 кг/м³), можем подставить эти значения в формулу для средней квадратичной скорости:

v = √(3 * P / ρ) = √(3 * 6 * 10^5 Па / 0.2 кг/м³).

Шаг 4: Выполнить вычисления

• Сначала вычислим 3 * 6 * 10^5 = 18 * 10^5 = 1.8 * 10^6.
• Теперь делим это значение на плотность: 1.8 * 10^6 / 0.2 = 9 * 10^6.
• Теперь находим квадратный корень: v = √(9 * 10^6) = 3000 м/с.

Ответ: Средняя квадратичная скорость молекул газа составляет 3000 м/с.