Question

Молекула кислорода ударившись о стенку сосуда передала ей импульс p=5. 06 *10^-23 Найти температуру газа в сосуде, если скорость данной малекулы была направлена под углом 30° к стенке и равнялась по величине удвоенной среднеквадратичной скорости.

Answer 1

1. Определим массу одной молекулы кислорода, либо из таблицы, либо из формулы m = M/Na, где M -  молярная масса кислорода, Na - число авагадро (всё это табличные данные)
2. Закон сохранения импулься в проекции на нормаль к стенке
mV*sin30 = mV/2 = p - mV/2 т.к. удар будем считать абсолютно упругим, а стенку достаточно массивной (её скорость после столкновения стремится к нулю).
отсюда: mV = p =>V = p/m = 2υ, где υ - среднеквадратичная скорость.
=> υ = p/2m
3. Кинетическая энергия одной молекулы связана с температурой следующим соотношением E = ikT/2, где i - количество степеней свободы (у двухатомного газа i =5 ). k - постоянная Больцмана, T - искомая температура.
E = mυ²/2 => E = p²/8m = 5kT/2 => T = p²/20mk