Визначити середню квадратичну швидкість молекул водню при температурі 27°c

ответ: 1,9 км/с

Объяснение:

Дано:

t = 27 °C => T = 300 К

М = 2 * 10^-3 кг/моль

< vкв. > - ?

Мы знаем что

< Ек. > = ( 3kT )/2

Также

< Ек. > = ( m0< vкв.² > )/2

Где m0 - масса одной молекулы вещества

Тогда

( 3kT )/2 = ( m0< vкв.² > )/2

3kT = m0< vкв.² >

< vкв. > = √( ( 3kT )/m0 )

< vкв. > = √( ( 3kTNa )/M )

Т.к. R = kNa

Где R - универсальная газовая постоянная

< vкв. > = √( ( 3RT )/M )

< vкв. > = √( ( 3 * 8,31 * 300 )/( 2 * 10^-3 ) ) ≈ 1900 м/с

Всё основывается на законе Кулона: F=kq₁q₂/εr²

1) Так как кулоновская сила прямо пропорциональна каждому из двух точечных зарядов, увеличение каждого из них в 2 раза приведёт к увеличению данной силы в четыре раза.

2) Кулоновская сила обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами. Увеличение расстояния r в 5 раз приведёт к уменьшению силы в 25 раз.

3) Кулоновская сила обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости среды ε. Считается, что проницаемость воздуха  равна 1. Другие же среды имеют более высокий коэффициент проницаемости. Т.е. при переносе в другую среду сила становится во столько раз меньше, во сколько раз больше коэффициент проницаемости относительно воздуха.

Позначення:

- маса алюминію

- температура при кристалізації алюмінію

- кімнатна температура

- питома теплота плавлення алюмінію

- питома теплоємність алюмінію

Дано:

г кг

°C

°C

Дж/кг · °С

кДж/кг Дж/кг

==========================

Знайти:

==========================

Розв'язання. Побудуємо схематичний графік процесу (див. рисунок).

Загальна кількість теплоти дорівнює сумі кількості теплоти , необхідної для кристалізації алюмінію, і кількості теплоти , необхідної для охолодження.

(1)

- кристалізація (2)

- охолодження (3)

Підставивши формули (2) і (3) в формулу (1), остаточно отримаємо:

Визначимо значення шуканої величини:

Дж.

Відповідь: Дж.