Определите среднюю квадратичную скорость молекул водорода при 20 градусах цельсия.При какой тепературе...

Тематика Физика
Уровень 5 - 9 классы
средняя квадратичная скорость молекулы водорода 20 градусов Цельсия температура 500 метров в секунду кинетическая теория газов термодинамика
0

определите среднюю квадратичную скорость молекул водорода при 20 градусах цельсия.При какой тепературе эта скорость равна 500 метров в секунду?

avatar
задан 10 месяцев назад

3 Ответа

0

Средняя квадратичная скорость rmsскорость молекул газа может быть вычислена с использованием формулы кинетической теории газов. Для молекул водорода H эта формула имеет вид:

vrms=3kTm

где:

  • vrms — средняя квадратичная скорость,
  • k — постоянная Больцмана (1.38×1023 Дж/К),
  • T — температура в Кельвинах,
  • m — масса одной молекулы газа.

Для молекул водорода масса одной молекулы m можно найти, зная молекулярную массу водорода, которая составляет около 2 г/моль, и используя число Авогадро (6.022×1023 моль1):

m=2 г/моль6.022×1023 моль1=2×103 кг/моль6.022×1023 моль1=3.32×1027 кг

Теперь переведем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:

T=20 °C+273.15=293.15 К

Подставим все значения в формулу для vrms:

vrms=3×1.38×1023 Дж/К×293.15 К3.32×1027 кг

vrms1.214×1020 Дж3.32×1027 кг

vrms3.66×106 м2/с2

vrms1914 м/с

Теперь найдем температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекул водорода равна 500 м/с. Используем ту же формулу, выразив T и подставив vrms:

500=3kTm

Возводим обе стороны уравнения в квадрат:

5002=3kTm

250000=3×1.38×1023 Дж/К×T3.32×1027 кг

250000=4.14×1023 Дж/К×T3.32×1027 кг

250000=1.25×104×T

T=2500001.25×104

T20 К

Таким образом, средняя квадратичная скорость молекул водорода при 20 °C или(293.15 К) составляет около 1914 м/с. Для того чтобы средняя квадратичная скорость молекул водорода была равна 500 м/с, температура должна быть около 20 К.

avatar
ответил 10 месяцев назад
0

Средняя квадратичная скорость молекул водорода при 20 градусах Цельсия можно рассчитать по формуле:

v = sqrt3kT/m,

где v - средняя квадратичная скорость молекул, k - постоянная Больцмана (1.38 10^-23 Дж/К), T - температура в кельвинах 20градусовЦельсия=293.15K, m - масса молекулы водорода (2 10^-3 кг).

Подставляя данные в формулу, получаем:

v = sqrt(3 1.38 10^-23 293.15 / 2 10^-3) ≈ 1934 м/с.

Чтобы найти температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекул равна 500 м/с, можно использовать обратную формулу:

T = m v^2 / (3 k).

Подставляя в нее данные, получаем:

T = 2 500^2 / (3 1.38 10^-23) ≈ 1.45 10^6 K.

Таким образом, при температуре около 1.45 миллиона Кельвин средняя квадратичная скорость молекул водорода будет равна 500 м/с.

avatar
ответил 10 месяцев назад
0

Средняя квадратичная скорость молекул водорода при 20 градусах Цельсия составляет около 1927 м/с. Эта скорость равна 500 м/с при температуре примерно -160 градусов Цельсия.

avatar
ответил 10 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме