Question

Знайти концентрацію молекул кисню, якщо його тиск 0,4 МПа, а середня квадратична швидкість молекул дорівнює 700 м/с.

Answer 1

Ответ:

Для розв'язання задачі необхідно використовувати формулу для розрахунку концентрації газу:

n/V = P/(kT),

де n - кількість молекул газу, V - об'єм газу, P - тиск газу, k - стала Больцмана, T - температура газу.

Також для розрахунку кількості молекул газу можна використовувати формулу Авогадро:

n = N/N_A,

де N - кількість молекул газу, N_A - число Авогадро.

Щоб застосувати ці формули до задачі, необхідно знати температуру і число Авогадро для кисню.

Припустимо, що температура кисню дорівнює 300 К (27 °C). Число Авогадро N_A = 6,022 × 10²³ молекул/моль.

Тоді:

Кількість молекул кисню: n = P/(kT) * V = (0,4 МПа * 1000 кПа/МПа) / (1,38 × 10⁻²³ Дж/К * 300 К) * 1 м³ = 9,6 × 10²⁴ молекул.

Об'єм кисню можна розрахувати за ідеальним газовим законом: V = nRT/P = (9,6 × 10²⁴ молекул * 1,38 × 10⁻²³ Дж/К * 300 К) / (0,4 МПа * 1000 кПа/МПа) = 1,17 м³.

Концентрація молекул кисню: n/V = (9,6 × 10²⁴ молекул) / (1,17 м³) = 8,2 × 10²¹ молекул/м³.

Отже, концентрація молекул кисню становить 8,2 × 10²¹ молекул/м³.

Answer 2

Для визначення концентрації молекул кисню використовується рівняння ідеального газу:

PV = nRT,

де P - тиск газу, V - об'єм газу, n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу.

У даному випадку, ми маємо значення тиску P = 0,4 МПа та середньоквадратичну швидкість молекул V = 700 м/с. Однак, ми не маємо інформації про об'єм газу та температуру.

Отже, без додаткових даних про систему не можна визначити концентрацію молекул кисню.