2017-04-24
Вычислить средне квадратичную скорость атомов гелия при температуре $t = 27^{ \circ} С$. Молярная масса гелия $\mu = 4 \cdot 10^{-3} кг/моль$.
Решение:
Выразим среднюю кинетическую энергию атома гелия через температуру: $\frac{m_{0} \bar{v}^{2}}{2} = \frac{3}{2} k_{Б}T$ где $T = 300 К$, а $m_{0}$ - масса атома гелия. Искомая скорость $v = \sqrt{ \bar{v}^{2}} = \sqrt{ \frac{3k_{Б}T}{m_{0}}}$. Массу атома гелия найдем по формуле: $m_{0} = \frac{ \mu}{N_{A}}$. После подстановки получаем $v = \sqrt{ \frac{3k_{Б} N_{A}T}{ \mu}}$. Учитывая, что $k_{Б} N_{A} = R$, окончательно получаем $v = \sqrt{ \frac{3RT}{ \mu}} = 1367 м/с$.