1) Определить среднюю квардатичную скорость молекул газа , плотность которого при давлении 100кПа составляет P=3.3×10⁻²кг/м³2)В однородном электрическом поле электрон движется с ускорением 3,2×10¹³м/с² Определить напряженность поля , если масса электрона равна 9.1×10⁻³¹кг (1.6×16⁻¹⁹кл)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Для определения среднеквадратичной скорости молекул газа воспользуемся формулой:

v = sqrt((3kT) / m),

где v - среднеквадратичная скорость, k - постоянная Больцмана (1.38×10^-23 Дж/К), T - температура газа, m - масса молекулы.

Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT следует, что P = (n / V)RT = ρRT / M, где ρ - плотность газа, R - универсальная газовая постоянная, M - молярная масса газа.

Имеем P = 100 кПа = 100×10³ Па, ρ = 3.3×10^-2 кг/м³, R = 8.31 Дж/(моль·К), M = ?

M = (ρRT) / P = (3.3×10^-2 кг/м³ × 8.31 Дж/(моль·К) × 1 м³/1000 л) / (100×10³ Па) = 2.451×10^-5 кг/моль.

Таким образом, молярная масса газа M = 2.451×10^-5 кг/моль.

Теперь можем вычислить среднеквадратичную скорость молекул газа:

v = sqrt((3kT) / m) = sqrt((3×1.38×10^-23 Дж/К × T) / 2.451×10^-5 кг/моль).

2) Для определения напряженности электрического поля воспользуемся вторым законом Ньютона:

F = ma = qE,

где F - сила, m - масса электрона, a - ускорение, q - заряд электрона, E - напряженность электрического поля.

Из задачи известно, что a = 3.2×10¹³ м/с², m = 9.1×10^-31 кг (или 1.6×10^-19 кг), q = 1.6×10^-19 Кл.

Видим, что qE = ma, следовательно E = ma / q = (9.1×10^-31 кг × 3.2×10¹³ м/с²) / 1.6×10^-19 Кл = 1.82×10^12 В/м.

Итак, напряженность электрического поля равна 1.82×10^12 В/м.