Каково давление углекислого газа, если в баллоне объёмом 40 л содержится 5*10^24 молекул, а средняя квадратичная скорость молекул 400 м/с?

Уравнение Менделеева-Клапейрона:

PV=\frac{m}{\mu}RT,    отсюда выразим давление:

P=\frac{m}{\mu V}RT                 (1)

Молярная масса углекислого газа  CO_2 :   

 \mu=12+2*16=44 г/моль=0,044 кг/моль       (2)

Масса одной молекулы=молярная масса делить на число  Авогадро: 

m_0=\frac{\mu}{N_A}=\frac{0,044}{6,02*10^{23}}\approx 7,333*10^{-26}   кг

Масса 5*10^{24} штук молекул: 

m=m_0n=7,333*10^{-26}*5*10^{24}=0,3665  кг         (3)

Средняя квадратичная скорость молекул:      v=\sqrt{\frac{3RT}{\mu}} 

v^2=\frac{3RT}{\mu}                     

Тогда :               RT=\frac{\mu v^2}{3}                 (4)

Вот и получили все необходимые данные (2), (3), (4) для подстановки в (1) и вычисления  давления.

P=\frac{mRT}{\mu V}==\frac{m\mu v^2}{3\mu V}=\frac{mv^2}{3V}

P=\frac{0,3665*400^2}{3*40*10^{-3}}=488667  Па

Комментарии