Question

Какое давление на стенки сосуда производит кислород,если V=400m/c n=2,7*10^19 m^-3 M=16*2*10^-3 кг/моль

Answer 1

Вычислим среднее давление, оказываемое одной молекулой кислорода. Рассмотрим объем газа V, заключенный в кубике со стороной d. V=d*d*d.
Допустим, что молекула летает от одной стенки до противоположной и обратно.
Изменение импульса молекулы во время пролета на расстояние d равно 2*m*u, а время пролета равно d/u, следовательно изменение импульса за единицу времени равно 2*m*u*u/d. Площадь стенки S=d*d, следовательно давление, оказываемое молекулой на стенку равно 2*m*u*u/V. Теперь учтем, что молекула может двигаться в любом из трех направлений, то есть квадрат ее скорости равен одной третьей от среднеквадратичной скорости. К тому же есть еще противоположная стенка, о которую молекуле тоже приходится ударяться. Таким образом, среднее давление, оказываемое одной молекулой в полости объема V равно (1/3)*m*U*U/V, а полное давление соответственно P=(1/3)*m*U*U*n
теперь надо подставить численные значения:
n=2.7*10^25 молекул в кубическом метре, U=400 м/с,
m=32 грамма / число Авогадро = 5.33*10^-26 кг.
отсюда давление P=76.8 кП (килопаскалей) - чуть ниже атмосферного.