Астрофизический портал | |
|
Средние квадратичные скорости и энергии молекул (7 октября 2009)
kosmos0007 - 7 октября, 2009 - 15:50
В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой пылинки m = 6 × 10−10 кг. Газ находится при температуре T = 400 К. Определить средние квадратичные скорости <Vкв> и средние кинетические энергии <E> поступательного движения молекулы азота и пылинки.
БГТУ. Расчетка по молекулярной физике.
Теги:
- версия для печати
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Комментарии
Дело в том, что любая молекула имеет только три степени свободы (i = 3) для поступательного движения, так как наше пространство трехмерно.
А остальные степени свободы не связаны с поступательным движением, это вращательное и колебательное движение. Поэтому и для молекулы азота (и любой другой), и для пылинки в этой задаче i = 3.
А среднеквадратичная скорость:
vkv = √(3kT / m).
Масса молекулы азота:
m1 = mu / NA.
vkv1 = √(3kT / m1).
vkv1 = √(3kТNA / mu1).
vkv1 = √(3 × 1.38e−23 × 400 × 6.022 e23 / (28e−3)).
vkv1 = 597 (м/с).
Для пылинки:
vkv2 = √(3kT / m2).
vkv2 = √(3 × 1.38e−23 × 400 / (6e−10)).
vkv2 = 5.25E−6 (м/с).
Постоянные
- Больцмана:
k = 1.38e−23 (Дж / К).
- Авогадро:
NA = 6.022e23 (1 / моль).