Question

При 273 К средний сдвиг частиц дыма хлорида аммония в воздухе за 5 с равен 10,8 *10 ^(- 4) см. Вязкость воздуха 1,7∙10 ^ (-4) П. Определить размер частиц.

Answer 1

Ответ:

1.01 · 10⁻⁴ см

Объяснение:

Используя соотношение Эйнштейна-Смолуховского можем посчитать радиус коллоидной частицы

$r = \dfrac{RT\tau}{3N_A\pi\eta\overline{\Delta}^2} = \dfrac{8.314 \cdot 273 \cdot 5}{3 \cdot 6.02 \cdot 10^{23} \cdot 3.14 \cdot 1.7 \cdot 10^{-5} \cdot (1.08 \cdot 10^{-5})^2} \approx 1.01 \cdot 10^{-6}\;m = 1.01 \cdot 10^{-4}\;cm$

Answer 2

Для определения размера частиц дыма хлорида аммония (NH4Cl) по среднему сдвигу, можно воспользоваться законом Стокса, который описывает связь между скоростью оседания частиц в жидкости и их радиусом:

$v = \frac{2}{9} \frac{r^2 (ρ_p - ρ_f) g}{η}$,

где:

• $v$ - скорость оседания частиц (средний сдвиг за 5 с),
• $r$ - радиус частиц,
• $ρ_p$ - плотность частиц (плотность хлорида аммония),
• $ρ_f$ - плотность жидкости (плотность воздуха),
• $g$ - ускорение свободного падения (приближенно 9,81 м/с² на поверхности Земли),
• $η$ - вязкость воздуха.

Мы знаем, что $v = 10.8 \times 10^{-4}$ см/с, $ρ_f$ (плотность воздуха при данной температуре) и $η$ (вязкость воздуха) известны. Также, плотность хлорида аммония ($ρ_p$) можно найти из литературных данных.

Для решения уравнения относительно $r$, мы можем переписать его следующим образом:

$r = \sqrt{\frac{9 v η}{2 (ρ_p - ρ_f) g}}$.

Подставляя известные значения и решая уравнение, мы найдем радиус частиц дыма хлорида аммония.