Какова средняя квадратичная скорость атомов гелия в атмосфере Юпитера при температуре -123 °C? Предоставьте подробное

Тема занятия: Средняя квадратичная скорость молекул в газе

Инструкция:
Средняя квадратичная скорость (Vrms) молекул в газе можно вычислить, используя формулу Грэма-Боули-Максвелла:

Vrms = √((3 * R * T) / M)

где:
- Vrms - средняя квадратичная скорость молекулы в газе,
- R - универсальная газовая постоянная (R = 8.314 Дж / (моль * К)),
- T - температура в Кельвинах,
- M - молярная масса газа в килограммах/моль.

Для решения задачи нам нужно узнать молярную массу гелия (He). Молярная масса гелия составляет приблизительно 4 г/моль.

Теперь мы можем подставить известные значения в формулу Грэма-Боули-Максвелла:

Vrms = √((3 * 8.314 * (T + 273)) / 0.004)

Где T = -123 °C + 273 = 150 Кельвинов.

Подставляя значения, получим:

Vrms = √((3 * 8.314 * 150) / 0.004) ≈ √(149700 / 0.004) ≈ √37425000 ≈ 6118.02 м/сек.

Таким образом, средняя квадратичная скорость атомов гелия в атмосфере Юпитера при температуре -123 °C составляет около 6118.02 м/сек.

Совет:
Чтобы лучше понять концепцию средней квадратичной скорости и формулу Грэма-Боули-Максвелла, рекомендуется изучить теорию кинетической теории газов и основы физики.

Закрепляющее упражнение:
Найдите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода в атмосфере Земли при температуре 20 °C. Молярная масса кислорода - 32 г/моль.