Содержание
5.46. Найти среднюю квадратичную скорость молекул воздуха при температуре t = 17° С. Молярная масса воздуха µ = 0,029 кг/моль.
5.47. Найти отношение средних квадратичных скоростей молекул гелия и азота при одинаковых температурах.
5.48. В момент взрыва атомной бомбы развивается температура T ~ 107 К. Считая, что при такой температуре все молекулы полностью диссоциированы на атомы, а атомы ионизированы, найти среднюю квадратичную скорость иона водорода.
5.49. Найти число молекул n водорода в единице объема сосуда при давлении p = 266,6 Па, если средняя квадратичная скорость его молекул 2,4 км/с.
5.50. Плотность некоторого газа ρ = 0,06 кг/м3, средняя квадратичная скорость его молекул 500 М/С. Найти давление p, которое газ оказывает на стенки сосуда.
5.51. Во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости молекул воздуха? Масса пылинки m = 10-8 г. Воздух считать однородным газом, молярная масса которого µ = 0,029 кг/моль.
5.52. Найти импульс mv молекулы водорода при температуре t = 20° С. Скорость молекулы считать равной средней квадратичной скорости.
5.55. Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа 450 м/с. Давление газа p = 50 кПа. Найти плотность ρ газа при этих условиях.
5.60. Найти энергию Wвр вращательного движения молекул, содержащихся в массе m = 1 кг азота при температуре t = 7° С.
5.61. Найти внутреннюю энергию W двухатомного газа, находящегося в сосуде объемом V = 2 л под давлением р = 150 кПа.
Выдержка из текста
5.60. Найти энергию Wвр вращательного движения молекул, содержащихся в массе m = 1 кг азота при температуре t = 7° С.
Решение:
Внутренняя энергия газа
W = i*m*R*T/ 2*µ ,
где R = 8,31 Дж/моль*К универсальная газовая постоянная;
µ — молярная масса азота.
Молярную массу азота найдем из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева:
µ = 2*14*10-3 кг/моль = 28*10-3 кг/моль.
Поскольку молекула азота состоит из двух атомов, то для нее количество степеней свободы вращательного движения i = 2.
Тогда Wвр = m*R*T/ µ = 83 кДж.
Ответ: Wвр = 83 кДж.