Масса одной молекулы водорода 5,3*26 средняя скорость поступательного движения молекул 381 м в секунду давление 3,01*10 5 определить концентрацию молекул

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения концентрации молекул воспользуемся уравнением идеального газа:

P = n k T / V,

где P - давление газа, n - количество молекул газа, k - постоянная Больцмана, T - температура газа, V - объем газа.

Постоянная Больцмана k = 1.38 * 10^(-23) Дж/К.

Также известно, что средняя кинетическая энергия молекул идеального газа равна Ek = 3/2 k T.

Средняя скорость молекул v = sqrt(8 Ek / (π m)), где m - масса одной молекулы газа.

Подставляем известные значения:

m = 5,3 26 10^(-27) кг = 1,378 * 10^(-25) кг,

v = 381 м/с,

Ek = 3/2 1,38 10^(-23) Дж/К * T.

Найдем Ek и T:

Ek = 3/2 1,38 10^(-23) Дж/К * T,

Ek = 8/2 1,38 10^(-23) Дж/К = 4,14 10^(-23) Дж/К T,

v = sqrt(8 4,14 10^(-23) Дж/К T / (π 1,378 * 10^(-25) кг)) = 381 м/с,

T = (v^2 π 1,378 10^(-25) кг) / (8 4,14 * 10^(-23) Дж/К) ≈ 350 К.

Теперь найдем количество молекул n:

n = P V / (k T) ≈ 3,01 10^5 Па V / (1,38 10^(-23) Дж/К 350 К),

n = 3,01 10^5 Па V / 4,83 * 10^(-21) Дж,

где V - объем газа.

Из условия задачи необходимо знать объем газа, чтобы можно было рассчитать концентрацию молекул. Если у вас есть дополнительные данные по объему газа, то поделите его на n для получения концентрации молекул в данной системе.