В закрытом сосуде находится идеальный газ при давлении 105750 Па и температуре, соответствующей среднеквадратичной скорости теплового хаотического движения молекул 494 м/с. Чему равна плотность этого газа? Ответ выразите в килограммах на кубический метр и округлите до десятых долей.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Средняя энергия теплового движения молекул связана с абсолютной температурой газа соотношением:
$\barE= $\frac{m\overline v ^2}{2}$ = $\frac{3}{2}$ kT$
где m — масса одной молекулы.
По определению среднеквадратичная скорость равна:
$\bar v = $\sqrt{аргумента: \overline v ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{3kT}{m}$} аргумента$
Согласно уравнению состояния идеального газа давление связано с температурой газа:
$p=nkT$
Тогда преобразуем предыдущее уравнение:
$\bar v = $\sqrt{аргумента: \overline v ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{3p}{mn}$} аргумента$
Учитывая то, что плотность газа — это произведение массы одной молекулы на концентрацию газа, получим:
$\rho=mn= $\frac{3p}{\bar v ^2}$ \approx 1,3кг/м ^3$
Второй способ решения.
Основное уравнение МКТ идеального газа $p= $\frac{1}{3}$ m_0 n \overline v ^2$ В нем произведение массы молекулы на концентрацию = $m_0 n= $\frac{m}{N}$ \cdot $\frac{N}{V}$ =\rho$ поэтому $p= $\frac{1}{3}$ \rho \overline v ^2$ откуда получается формула для нахождения плотности $\rho= \frac{3p}{\bar v ^2}$
Ответ: 1,3.
$\barE= $\frac{m\overline v ^2}{2}$ = $\frac{3}{2}$ kT$
где m — масса одной молекулы.
По определению среднеквадратичная скорость равна:
$\bar v = $\sqrt{аргумента: \overline v ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{3kT}{m}$} аргумента$
Согласно уравнению состояния идеального газа давление связано с температурой газа:
$p=nkT$
Тогда преобразуем предыдущее уравнение:
$\bar v = $\sqrt{аргумента: \overline v ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{3p}{mn}$} аргумента$
Учитывая то, что плотность газа — это произведение массы одной молекулы на концентрацию газа, получим:
$\rho=mn= $\frac{3p}{\bar v ^2}$ \approx 1,3кг/м ^3$
Второй способ решения.
Основное уравнение МКТ идеального газа $p= $\frac{1}{3}$ m_0 n \overline v ^2$ В нем произведение массы молекулы на концентрацию = $m_0 n= $\frac{m}{N}$ \cdot $\frac{N}{V}$ =\rho$ поэтому $p= $\frac{1}{3}$ \rho \overline v ^2$ откуда получается формула для нахождения плотности $\rho= \frac{3p}{\bar v ^2}$
Ответ: 1,3.
Правильный ответ:
1,3
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 103592 • Задание №5
В результате нагревания и сжатия идеального одноатомного газа его давление увеличилось в 3 раза, а концентраци...
ID 166753 • Задание №3
Мальчик поднес снизу руку к «подошве» нагретого утюга, не касаясь ее, и ощутил идущий от утюга жар. Каким спос...
🔗 Другие задания линии №7 по предмету Физика:
ID 104049
Среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул разреженного газа уменьшили в 2 раза и ...
ID 104050
Концентрацию молекул одноатомного идеального газа уменьшили в 5 раз. Одновременно в 2 раза увел...
ID 104051
Во сколько раз изменится давление идеального газа, если среднюю кинетическую энергию теплового ...
ID 104052
При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя квадратичная скорость теплового дви...
ID 104053
При неизменной концентрации молекул идеального газа средняя квадратичная скорость теплового дви...