Яка середньоквадратична швидкість молекул ідеального газу при тиску 1110 гПа, якщо його густина становить 1.8 кг/м³?

Vadim

26

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для среднеквадратичной скорости молекул идеального газа. Формула выглядит следующим образом:

$$v_{\text{ср}}=\sqrt{\frac{3RT}{M}}$$

где:
$v_{\text{ср}}$ - среднеквадратичная скорость молекул идеального газа,
$R$ - универсальная газовая постоянная (имеет значение 8.314 Дж/(моль·К)),
$T$ - температура в кельвинах,
$M$ - молярная масса газа.

В данной задаче мы имеем значение давления и значения плотности. Нам также нужно знать молярную массу газа, чтобы решить задачу. Давайте сначала определимся с молекулярной массой газа.

Молярная масса газа может быть определена с использованием массовой доли каждого элемента в газе. Поскольку в задаче не указан тип газа, предположим, что это обычный газовый состав воздуха, состоящий преимущественно из азота и кислорода.

Молярная масса азота (N2) составляет около 28 г/моль, а молярная масса кислорода (O2) составляет около 32 г/моль.

Так как воздух содержит около 78% азота и 21% кислорода, мы можем использовать эти значения, чтобы вычислить среднюю молярную массу воздуха.

$$M_{\text{воздуха}}=0.78\times 28+0.21\times 32\approx 28.78\text{г/моль}$$

Теперь у нас есть молярная масса воздуха, давайте рассчитаем среднеквадратичную скорость молекул.

$$v_{\text{ср}}=\sqrt{\frac{3RT}{M_{\text{воздуха}}}}$$

Значение универсальной газовой постоянной $R$ равно 8.314 Дж/(моль·К), как уже было упомянуто ранее.

Температура в задаче не указана, поэтому мы не можем рассчитать среднеквадратичную скорость непосредственно. В задаче требуется только формулировка ответа, но если вы предоставите значение температуры, я смогу рассчитать итог.

Пожалуйста, укажите значения температуры в градусах Кельвина, чтобы я смог помочь вам решить задачу полностью.