Вопрос задан 16.05.2026 в 20:40. Предмет Физика. Спрашивает Зайцев Илья.

Определите среднюю квадратичную скорость молекул воздуха при температуре Т=290 К.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Попова Александра.

Чтобы найти среднюю квадратичную скорость молекул воздуха, нужно использовать формулу из кинетической теории газов:

vrms=3kBTmv_{rms} = \sqrt{\frac{3 k_B T}{m}}

где:

  • vrmsv_{rms} — средняя квадратичная скорость молекул,

  • kB=1.381023Дж/Кk_B = 1.38 \cdot 10^{-23} \, \text{Дж/К} — постоянная Больцмана,

  • T=290КT = 290 \, \text{К} — температура,

  • mm — масса одной молекулы воздуха.

Шаг 1: Определяем массу одной молекулы воздуха

Воздух в основном состоит из N2N_2 (азот) и O2O_2 (кислород), средняя молярная масса M29г/моль=0.029кг/мольM \approx 29 \, \text{г/моль} = 0.029 \, \text{кг/моль}.

Масса одной молекулы:

m=MNA=0.0296.02210234.821026кгm = \frac{M}{N_A} = \frac{0.029}{6.022 \cdot 10^{23}} \approx 4.82 \cdot 10^{-26} \, \text{кг}

где NA=6.0221023моль1N_A = 6.022 \cdot 10^{23} \, \text{моль}^{-1} — число Авогадро.

Шаг 2: Подставляем значения в формулу

vrms=31.3810232904.821026v_{rms} = \sqrt{\frac{3 \cdot 1.38 \cdot 10^{-23} \cdot 290}{4.82 \cdot 10^{-26}}}

Считаем числитель:

31.3810232901.210203 \cdot 1.38 \cdot 10^{-23} \cdot 290 \approx 1.2 \cdot 10^{-20}

Делим на массу одной молекулы:

1.210204.8210262.49105\frac{1.2 \cdot 10^{-20}}{4.82 \cdot 10^{-26}} \approx 2.49 \cdot 10^5

Берем квадратный корень:

vrms2.49105499м/сv_{rms} \approx \sqrt{2.49 \cdot 10^5} \approx 499 \, \text{м/с}

Ответ:

vrms500м/с\boxed{v_{rms} \approx 500 \, \text{м/с}}

То есть молекулы воздуха при T=290T = 290 К движутся в среднем со скоростью около 500 метров в секунду.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос