Пример решения задачи №92.
Одним из компонентов топлива в двигателе ракеты является жидкий водород, плотность которого в момент закипания . Определить среднюю длину свободного пробега молекул водорода при этом, если эффективный диаметр молекулы водорода нм (нанометров). Молярная масса водорода М = 0,002 кг/моль. Газ считать идеальным.
Решение:
Средняя длина свободного пробега молекул определяется формулой
, где n — концентрация молекул водорода.
Концентрацию молекул, т. е. их число в единице объема, можно «связать» с плотностью р, разделив плотность р (т. е. массу всех молекул в единицу объема) на массу одной молекулы водорода . Очевидно, что при этом мы найдем число молекул в единице объема, т. е. их концентрацию , где .
Тогда и
Задача в общем виде решена. Переведем все единицы в СИ. При этом учтем, что 1 нм (нанометр) = м, поэтому .
Подставим числа и произведем вычисления:
Ответ: .
Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там теория и задачи по всем темам физики, можете посмотреть:
Физика — задачи с решениями и примерами
Возможно вам будут полезны ещё вот эти задачи: