Какова средняя длина, на которую перемещается молекула углекислого газа при температуре 100 градусов Цельсия и давлении

Тема: Диффузия газов

Инструкция: Диффузия газов - это процесс перемещения газовых молекул от области с более высокой концентрацией к области с более низкой концентрацией. Средняя длина, на которую перемещается молекула газа, связана с его диаметром и условиями окружающей среды.

Для расчета средней длины перемещения молекулы углекислого газа по формуле Рэлея-Джинса используется следующее соотношение:

λ = (1/√2) * (1/π * d^2 * N * )

где λ - средняя длина, на которую перемещается молекула газа,
d - диаметр молекулы углекислого газа,
N - число Авогадро (6.022 * 10^23 частиц в моль),
- средняя скорость молекул газа.

При расчете средней скорости молекул газа используется следующая формула:

= √(8 * R * T / π * M)

где R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/моль·К),
T - температура в кельвинах,
M - молярная масса газа (в данном случае углекислый газ, молярная масса равна примерно 0.044 г/моль).

Подставляя значения в формулы, получаем:

= √(8 * 8.314 * (100 + 273) / (π * 0.044))
≈ 269.15 м/с

λ = (1/√2) * (1/π * (3.2 * 10^-8)^2 * (6.022 * 10^23) * 269.15)
λ ≈ 5.82 * 10^-7 м

Таким образом, средняя длина, на которую перемещается молекула углекислого газа при температуре 100 градусов Цельсия и давлении 0.1 мм рт. ст. будет около 5.82 * 10^-7 м.

Совет: Для лучшего понимания диффузии газов, полезно изучить закон Рэлея-Джинса, универсальную газовую постоянную и использовать значения в соответствующих единицах измерения (например, Кельвины для температуры).

Ещё задача: При температуре 200 градусов Цельсия и давлении 0.2 мм рт. ст., какова будет средняя длина, на которую перемещается молекула углекислого газа, если его диаметр равен 2.5 * 10^-8 м? (Ответ округлите до двух знаков после запятой).