2021-06-14
Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа $CO_{2}$, масса которого по некоторым оценкам составляет $M = 6 \cdot 10^{16} т$. Чему равна плотность углекислого газа вблизи поверхности Венеры, если его температура $T = 800 К$? Радиус Венеры $R_{B} = 6300 км$, а ускорение свободного падения $g_{B} = 8,2 м/с^{2}$. Толщина атмосферы Венеры много меньше радиуса планеты.
Решение:
Поскольку толщина атмосферы Венеры много меньше ее радиуса, можно считать, что давление углекислого газа на поверхности планеты равно весу углекислого газа атмосферы Венеры, деленному на площадь ее поверхности:
$p_{0} = \frac{Mg_{B} }{4 \pi R_{B}^{2} }$.
Из уравнения состояния идеального газа можно найти плотность $CO_{2}$:
$\rho = \frac{Mp_{0} }{RT}$,
где $M = 44 г/моль$ - молярная масса углекислого газа, а $R = 8,3 Дж/(моль \cdot К)$ - универсальная газовая постоянная. С учетом предыдущего выражения для $p_{0}$, получим
$\rho = \frac{MMg_{B}}{4 \pi R_{B}^{2} RT } =6,54 кг/м^{3}$,