Яким є значення середнього квадратичного швидкості атомів гелію в атмосфері Юпітера при температурі -123?

Золотой_Медведь_5624

1

Щоб знайти значення середнього квадратичного швидкості атомів гелію в атмосфері Юпітера при заданій температурі, ми можемо скористатися формулою для середнього квадратичного швидкості молекул газу:

$$v=\sqrt{\frac{3kT}{m}}$$

де:
$v$ - середнє квадратичне значення швидкості,
$k$ - стала Больцмана (приблизно рівна $1.38\times {10}^{-23}Дж/К$),
$T$ - температура в кельвінах,
$m$ - маса молекули газу.

У нашому випадку шуканою величиною є середньоквадратична швидкість атомів гелію, тому нам потрібно знати масу атома гелію (m).

Маса атома гелію складає близько 4 атомних мас одиниць, що відповідає масі $4\times 1.67\times {10}^{-27}кг$.

Конвертуємо задану температуру з градусів Цельсія в кельвіни: -123 градуси Цельсія = 150 Кельвінів.

Тепер ми маємо достатні дані для підстановки в формулу:

$$v=\sqrt{\frac{3\times 1.38\times {10}^{-23}Дж/К\times 150K}{4\times 1.67\times {10}^{-27}кг}}$$

Проведемо розрахунок:

$$v=\sqrt{\frac{6.21\times {10}^{-21}Дж}{6.68\times {10}^{-27}кг}}$$
$$v\approx 2011м/c$$

Отже, середньоквадратичне значення швидкості атомів гелію в атмосфері Юпітера при температурі -123 градуси Цельсія є приблизно 2011 м/с.