Какова средняя квадратичная скорость молекул кислорода при температуре 20 градусов Цельсия и при какой температуре эта скорость достигнет 500 м/с?

Физика 9 класс Средняя квадратичная скорость молекул средняя квадратичная скорость молекулы кислорода температура 20 градусов скорость 500 м/с физика 9 класс Новый

Чтобы найти среднюю квадратичную скорость молекул газа, мы можем использовать формулу:

v = √(3RT/M)

где:

• v - средняя квадратичная скорость молекул;
• R - универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·К);
• T - температура в Кельвинах;
• M - молярная масса газа в кг/моль.

Для кислорода (O2) молярная масса составляет примерно 32 г/моль, что равно 0.032 кг/моль.

Теперь давайте сначала преобразуем температуру 20 градусов Цельсия в Кельвины:

T = 20 + 273.15 = 293.15 K

Теперь подставим значения в формулу:

v = √(3 * 8.31 * 293.15 / 0.032)

Теперь посчитаем:

1. Сначала вычисляем 3 * 8.31 * 293.15:
2. 3 * 8.31 = 24.93;
3. 24.93 * 293.15 ≈ 7316.39;
4. Теперь делим на 0.032: 7316.39 / 0.032 ≈ 228,000;
5. Теперь берем квадратный корень: √228,000 ≈ 477.5 м/с.

Таким образом, средняя квадратичная скорость молекул кислорода при температуре 20 градусов Цельсия составляет примерно 477.5 м/с.

Теперь давайте найдем, при какой температуре эта скорость достигнет 500 м/с. Мы можем использовать ту же формулу, но теперь выразим T:

T = (v² * M) / (3R)

Подставим известные значения:

T = (500² * 0.032) / (3 * 8.31)

1. Сначала вычисляем 500² = 250,000;
2. Теперь умножаем на 0.032: 250,000 * 0.032 = 8,000;
3. Теперь вычисляем 3 * 8.31 = 24.93;
4. Теперь делим: 8,000 / 24.93 ≈ 321.3;

Таким образом, температура, при которой средняя квадратичная скорость молекул кислорода достигнет 500 м/с, составляет примерно 321.3 K.

Теперь преобразуем это значение в градусы Цельсия:

T(°C) = 321.3 - 273.15 ≈ 48.15°C

Итак, ответ: средняя квадратичная скорость молекул кислорода при 20 градусах Цельсия составляет примерно 477.5 м/с, а температура, при которой эта скорость достигнет 500 м/с, составляет примерно 48.15°C.