Давление атомарного водорода в космическом пространстве примерно

Пример решения задачи №94.

Давление атомарного водорода в космическом пространстве примерно Па при температуре Т — 125 К, эффективный диаметр его молекул нм. Найти, какое время t в среднем движется молекула водорода между последовательными столкновениями. Молярная масса водорода М = 0,002 кг/моль.

Решение:

Время между последовательными столкновениями можно найти, разделив среднюю длину свободного пробега молекулы на ее среднюю арифметическую скорость

Теперь запишем формулы средней длины свободного пробега и средней арифметической скорости:

Здесь n — концентрация молекул водорода в космосе, R — молярная газовая постоянная.

Подставим (2) и (3) в (1):

Опять воспользуемся формулой , откуда выразим концентрацию n, ведь давление р нам дано:

, где k — постоянная Больцмана.

Выразим все единицы в СИ:

Подставим числа и произведем вычисления:

Ответ: t = 129 лет.

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:

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.

Пример решения задачи №93. В сосуде находится кислород при нормальных условиях. Найти среднее число столкновений молекул в этом объеме за время t = 2 с. Эффективный диаметр молекулы кислорода нм. Молярная масса кислорода М = 0,032 кг/моль.

Пример решения задачи №95. В опыте, изображенном на рис. 25-1, длина подвижной перемычки I — 4 см. Какую работу А надо совершить, чтобы переместить ее на расстояние х = 1 см? Мыльная пленка, натянутая на проволочный каркас, имеет поверхностное натяжение = 40 мН/м.

Пример решения задачи №96. Какую работу А надо совершить, чтобы каплю ртути диаметром в 5 мм разделить пополам? Поверхностное натяжение ртути = 510 мН/м.