Средняя квадратичная скорость молекулы углекислого газа при нуле градуса по Цельсию составляет 360 метров в секунду. Какова скорость при температуре 127 градусов?

Физика 11 класс Кинетическая теория газов средняя квадратичная скорость молекулы углекислого газа температура 11 класс физика скорость при 127 градусах расчет скорости термодинамика газовые законы молекулярная физика Новый

Чтобы найти среднюю квадратичную скорость молекул углекислого газа при температуре 127 градусов Цельсия, мы можем воспользоваться формулой, которая связывает скорость молекул с температурой:

Vср^2 = (3 * k * T) / m

Где:

• Vср - средняя квадратичная скорость молекул;
• k - постоянная Больцмана, равная примерно 1.38 * 10^(-23) Дж/К;
• T - температура в Кельвинах;
• m - масса молекулы.

Сначала переведем температуру 127 градусов Цельсия в Кельвины:

T127 = 127 + 273 = 400 K

Теперь нам нужно найти массу молекулы углекислого газа. Известно, что средняя квадратичная скорость углекислого газа при температуре 0 градусов Цельсия (или 273 K) составляет 360 м/с. Мы можем использовать эту информацию для нахождения массы молекулы. Подставим известные значения в формулу:

При T0 = 273 K и Vср0 = 360 м/с:

Vср0^2 = (3 * k * T0) / m

Теперь выразим массу:

m = (3 * k * T0) / Vср0^2

Подставим значения:

• k = 1.38 * 10^(-23) Дж/К;
• T0 = 273 K;
• Vср0 = 360 м/с.

Подставив эти значения, получим:

m = (3 * 1.38 * 10^(-23) * 273) / (360^2)

m ≈ 0.00872 * 10^(-23) кг.

Теперь, когда мы знаем массу молекулы, можем найти среднюю квадратичную скорость при температуре 127 градусов Цельсия (400 K):

Vср^2 = (3 * k * T127) / m

Подставляя значения:

Vср^2 = (3 * 1.38 * 10^(-23) * 400) / (0.00872 * 10^(-23))

Вычислим Vср^2:

Vср^2 ≈ 189890 м^2/с^2.

Теперь найдем Vср:

Vср = √(189890) ≈ 436 м/с.

Таким образом, средняя квадратичная скорость молекул углекислого газа при температуре 127 градусов Цельсия составляет примерно 436 метров в секунду.