Какова средняя квадратичная скорость молекул азота, находящегося при нормальных условиях, если его плотность равна 1,25 кг/м3?

Другие предметы Колледж Термодинамика средняя квадратичная скорость молекулы азота нормальные условия плотность азота физика газов Новый

Чтобы найти среднюю квадратичную скорость молекул азота при нормальных условиях, нам нужно использовать формулу, связывающую среднюю квадратичную скорость с температурой и молекулярной массой газа. Давайте разберем шаги для решения данной задачи.

Шаг 1: Определим молекулярную массу азота.

Молекулярная масса азота (N2) составляет примерно 28 г/моль, что равно 0,028 кг/моль.

Шаг 2: Используем уравнение состояния идеального газа.

При нормальных условиях (температура 273 К и давление 101325 Па) плотность газа можно связать с его молекулярной массой и температурой с помощью уравнения:

ρ = (P * M) / (R * T),

где:

• ρ - плотность газа (кг/м³),
• P - давление (Па),
• M - молекулярная масса (кг/моль),
• R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
• T - температура (К).

Шаг 3: Найдем среднюю квадратичную скорость.

Средняя квадратичная скорость молекул газа определяется формулой:

v = sqrt((3 * R * T) / M).

Шаг 4: Подставим известные значения.

Теперь мы можем подставить значения в формулу:

• R = 8,314 Дж/(моль·К),
• T = 273 К,
• M = 0,028 кг/моль.

Подставляем в формулу:

v = sqrt((3 * 8,314 * 273) / 0,028).

Шаг 5: Вычислим значение.

Теперь вычислим это значение:

1. Сначала умножим 3 * 8,314 * 273, что дает примерно 6810,354.
2. Теперь делим на 0,028, что дает примерно 243,689,071.
3. Теперь извлекаем квадратный корень из этого числа, что примерно равно 493,6 м/с.

Таким образом, средняя квадратичная скорость молекул азота при нормальных условиях составляет примерно 493,6 м/с.