Question

На видимой поверхности Солнца температура газа около 6000К. Оцените плотность газа, если давление равно 10^4Па. Считать, что солнце состоит из атомного водорода

Answer 1

Ответ:  Плотность газа ≈ 2*10^-4 кг/м³

Объяснение: Вспомним уравнение Клапейрона-Менделеева:

pV = RT m/М,  здесь p – давление газа; V – объем газа;

R – универсальная газовая постоянная; T – температура газа;

 m – масса газа;      М – молярная масса газа, в нашем случае, поскольку водород атомарный, то М = 0,001 кг/моль.  

Из этого уравнения m/V = p*М/(RT).  Но ведь масса, деленная на объем это и есть плотность газа.            Следовательно,

ρ = p*М/(RT) = 10^4*0,001/(8,31*6000) ≈ 2*10^-4 кг/м³

Answer 2

Для оценки плотности газа на поверхности Солнца, мы можем использовать идеальный газовый закон:

P = ρRT,

где P - давление газа, ρ - плотность газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

В данном случае, давление P = 10^4 Па и температура T = 6000 К. Универсальная газовая постоянная R ≈ 8.314 Дж/(моль·К) для молекул и атомов.

Для атомного водорода молярная масса примерно равна 1 г/моль.

Переведем единицы измерения температуры в кельвины:

T = 6000 K.

Теперь мы можем решить уравнение для плотности ρ:

ρ = P / (RT).

Подставляя значения:

ρ = 10^4 Па / (8.314 Дж/(моль·К) × 6000 К).

Рассчитаем плотность газа:

ρ ≈ 10^4 Па / (49884 Дж/(моль·К)).

Теперь мы можем рассчитать числовое значение плотности газа:

ρ ≈ 0.2005 моль/м³.

Таким образом, оценочная плотность газа на поверхности Солнца составляет примерно 0.2005 моль/м³ при условии, что Солнце состоит из атомного водорода.