Яка середня швидкість руху молекул гелія, яку можна виміряти за допомогою середньоквадратичного значення?

Bublik

31

Середньоквадратичне значення швидкості молекул гелія можна виміряти за допомогою формули для квадратного середнього. Щоб розрахувати це значення, спочатку потрібно знати швидкості окремих молекул гелія.

У молекулярній кінетиці газів використовується модель руху молекул, в якій молекули рухаються хаотично в усіх напрямках з різною швидкістю. Швидкості молекул в газі можуть бути різними, і їх розподіл може бути описаний деякою функцією розподілу швидкостей.

Одним з загальноприйнятих розподілів в кінетиці газів є розподіл Максвелла. Згідно з цим розподілом, швидкості молекул газу розподіляються за нормальним (гауссовим) законом.

Для розрахунку середньоквадратичного значення швидкості молекул гелія, спочатку потрібно знати описаний законом розподіл Максвелла. Описаний законом розподіл Максвелла показує, що швидкості молекул розподілені нормально і симетрично навколо середнього значення швидкості.

Формула для квадратного середнього швидкості, яку можна використовувати для розрахунку середньоквадратичного значення швидкості молекул гелія, виглядає наступним чином:

\[v_{\text{сркв}} = \sqrt{\frac{3RT}{m}}\]

де \(v_{\text{сркв}}\) - середньоквадратична швидкість,
\(R\) - універсальна газова стала (\(R = 8,3145\) Дж/(моль·К)),
\(T\) - температура газу в кельвінах,
\(m\) - молярна маса газу.

Щоб застосувати цю формулу до гелія, потрібно знати значення температури та молярної маси гелію. Температура вимірюється в кельвінах, а молярна маса гелію дорівнює 4,0026 г/моль.

Отже, якщо ви знаєте значення температури гелію, ви можете використовувати формулу, що була наведена вище, для обчислення середньоквадратичного значення швидкості молекул гелія. З цим значенням ви зможете зрозуміти середню швидкість руху молекул гелія.