Срочно помогите в течении 8 минут, у меня контрольная сейчас, даю 40 баллов. Какое давление гелия p можно определить, если концентрация молекул гелия в закрытой емкости n=8.7*10²⁵ м-3 и средняя квадратичная скорость движения его молекул v= 720 м/с, а молярная масса гелия M=4 г/моль?

Физика 11 класс Газовые законы и уравнение состояния идеального газа давление гелия концентрация молекул средняя квадратичная скорость молярная масса гелия физика 11 класс Новый

Чтобы определить давление гелия, мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа и формулой для давления через концентрацию молекул и среднюю квадратичную скорость.

Давление (p) можно найти по формуле:

p = (n * m * v^2) / 3

где:

• n - концентрация молекул (в данном случае 8.7 * 10²⁵ м⁻³),
• m - масса одной молекулы гелия,
• v - средняя квадратичная скорость (в данном случае 720 м/с).

Сначала нам нужно найти массу одной молекулы гелия (m). Мы знаем, что:

m = M / N_A

где:

• M - молярная масса гелия (4 г/моль, что равняется 0.004 кг/моль),
• N_A - число Авогадро (приблизительно 6.022 * 10²³ молекул/моль).

Теперь подставим значения:

m = 0.004 кг/моль / (6.022 * 10²³ молекул/моль) ≈ 6.64 * 10⁻²⁴ кг/молекула

Теперь мы можем подставить все значения в формулу для давления:

p = (8.7 * 10²⁵ м⁻³ * 6.64 * 10⁻²⁴ кг * (720 м/с)²) / 3

Сначала вычислим (720 м/с)²:

(720)² = 518400 м²/с²

Теперь подставим это значение в формулу для давления:

p = (8.7 * 10²⁵ м⁻³ * 6.64 * 10⁻²⁴ кг * 518400 м²/с²) / 3

Теперь вычислим произведение:

p = (8.7 * 6.64 * 518400) / 3 * 10²⁵ * 10⁻²⁴

Сначала умножим 8.7, 6.64 и 518400:

8.7 * 6.64 * 518400 ≈ 3.063 * 10⁷

Теперь подставим это значение:

p ≈ (3.063 * 10⁷) / 3 * 10¹ м²/с²

Теперь делим на 3:

p ≈ 1.021 * 10⁷ Па

Таким образом, давление гелия в данной закрытой емкости составляет приблизительно 1.021 * 10⁷ Па.