Давление 100 кПа создаётся молекулами газа массой \( m_0 = 3 \cdot 10^{-26} \) кг при концентрации \( n = 10^{25} \) м⁻³. Чему равен средний квадрат скорости молекул?
1) \(1 (мм/с)^2\)
2) \(100 (м/с)^2\)
3) \(3 000 (м/с)^2\)
4) \(1 000 000 (м/с)^2\)
Для определения среднего квадрата скорости молекул \( \langle v^2 \rangle \) используем уравнение молекулярно-кинетической теории:
\(p = \frac{1}{3} n m_0 \langle v^2 \rangle,\)
где:
- \( p = 100 \, \text{kPa} = 100 \cdot 10^3 \, \text{Па} \),
- \( n = 10^{25} \, \text{м}^{-3} \),
- \( m_0 = 3 \cdot 10^{-26} \, \text{кг} \).
Выразим \( \langle v^2 \rangle \):
\(\langle v^2 \rangle = \frac{3p}{n m_0}.\)
Подставим значения:
\(\langle v^2 \rangle = \frac{3 \cdot (100 \cdot 10^3)}{(10^{25}) \cdot (3 \cdot 10^{-26})}.\)
Посчитаем:
\(\langle v^2 \rangle = \frac{3 \cdot 10^5}{3 \cdot 10^{-1}} = 10^6 \, \text{м}^2/\text{с}^2.\)
Ответ: средний квадрат скорости молекул \( \langle v^2 \rangle = 10^6 \, \text{м}^2/\text{с}^2 \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
Давление 100 кПа создаётся молекулами газа массой \( m_0 = 3 \cdot 10^{-26} \) кг при концентрации \( n = 10^{25} \) м⁻³. Чему равен средний квадрат скорости молекул? 1) \(1 (мм/с)^2\) 2) \(100 (м/с)^2\) 3) \(3 000 (м/с)^2\) 4) \(1 000 000 (м/с)^2\)