В сосуде объемом V = 3 л находится водород массой 5 г. Определите давление водорода, если средняя квадратичная скорость его молекул v = 400M / c
от

1 Ответ

дано:  
Объем сосуда V = 3 л = 0,003 м³.  
Масса водорода m = 5 г = 0,005 кг.  
Средняя квадратичная скорость молекул водорода v = 400 м/c.

найти:  
Давление водорода P.

решение:  
1) Для определения давления воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

P = (m / M) * (R * T) / V,

где m - масса газа, M - молярная масса газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Однако в данном случае нам необходимо использовать другую формулу, связующую давление и среднюю квадратичную скорость молекул:

P = (m / V) * (v^2) / (3 * k),

где k - коэффициент пропорциональности, равный (1 / (3 * R / M)), где R - универсальная газовая постоянная и M - молярная масса водорода (M ≈ 0,002 kg/mol).

2) Поскольку мы не знаем температуру, вычислим давление через массу и объём:

P = (m * v^2) / (3 * V).

3) Подставим известные значения:

P = (0,005 * (400)^2) / (3 * 0,003).

4) Рассчитаем:

P = (0,005 * 160000) / (0,009).

P = 800 / 0,009.

P ≈ 88888,89 Па.

ответ:  
Давление водорода составляет примерно 88888,89 Па или 88,89 кПа.
от