2024-03-22
Имеются одинаковые сосуды известного объема: один с закрытым краном заполнен чистым водородом, у другого кран открыт, а также чувствительные весы, барометр. Как определить расстояние между молекулами водорода в первом сосуде?
Решение:
Расстояние между молекулами водорода в первом сосуде равно
$a = \sqrt[3]{ \frac{V}N_{1}}$ (1),
где $V$ - объем сосуда, $N_{1}$ - число молекул водорода в сосуде. С помощью весов находим разницу масс воздуха $M_{2}$ и водорода $M_{1}$:
$\Delta M = M_{2} - M_{1}$. (2)
Записываем очевидные соотношения:
$P_{1}V = \frac{M_{1}}{ \mu_{1}}$; (3)
$P_{2}V = \frac{M_{2}}{ \mu_{2}} RT$; (4)
$P_{1} = \frac{N_{1}}{V} KT$. (5)
Давление воздуха $P_{2}$ в открытом сосуде измеряем барометром. Из (1) - (5) получаем
$a = \left ( \frac{ \mu_{1}KTV}{ \mu_{2}P_{2}V - \Delta MRT } \right )^{ \frac{1}{3} }$.