Номер 5, страница 256 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 52. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. 9. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Молекулярная физика - номер 5, страница 256.
№5 (с. 256)
Условие. №5 (с. 256)
скриншот условия

5. Воздух состоит из смеси азота, кислорода и аргона. Их концентрация соответственно равна $7,8 \cdot 10^{24}$, $2,1 \cdot 10^{24}$, $10^{23}$ $м^{-3}$. Средняя кинетическая энергия молекул смеси одинакова и равна $3 \cdot 10^{-21}$ Дж. Найдите давление воздуха.
Решение. №5 (с. 256)
Дано:
Концентрация азота $n_{N_2} = 7,8 \cdot 10^{24}$ м⁻³
Концентрация кислорода $n_{O_2} = 2,1 \cdot 10^{24}$ м⁻³
Концентрация аргона $n_{Ar} = 10^{23}$ м⁻³
Средняя кинетическая энергия молекул $E_k = 3 \cdot 10^{-21}$ Дж
Найти:
Давление воздуха $P$
Решение:
Давление идеального газа связано с концентрацией его молекул и средней кинетической энергией их поступательного движения основным уравнением молекулярно-кинетической теории:
$P = \frac{2}{3} n E_k$
где $P$ — давление, $n$ — концентрация молекул, $E_k$ — средняя кинетическая энергия молекул.
Воздух является смесью газов. Согласно закону Дальтона, общее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого из газов, входящих в смесь. Таким образом, общее давление воздуха равно:
$P = P_{N_2} + P_{O_2} + P_{Ar}$
Подставив формулу для давления каждого газа, получим:
$P = \frac{2}{3} n_{N_2} E_k + \frac{2}{3} n_{O_2} E_k + \frac{2}{3} n_{Ar} E_k$
Так как средняя кинетическая энергия $E_k$ одинакова для всех молекул смеси, можно вынести общий множитель за скобки:
$P = \frac{2}{3} (n_{N_2} + n_{O_2} + n_{Ar}) E_k$
Выражение в скобках представляет собой общую концентрацию молекул воздуха $n = n_{N_2} + n_{O_2} + n_{Ar}$.
Сначала найдем общую концентрацию молекул в воздухе:
$n = 7,8 \cdot 10^{24} \text{ м}^{-3} + 2,1 \cdot 10^{24} \text{ м}^{-3} + 10^{23} \text{ м}^{-3}$
Для удобства сложения приведем все слагаемые к одному порядку ($10^{24}$):
$n = 7,8 \cdot 10^{24} \text{ м}^{-3} + 2,1 \cdot 10^{24} \text{ м}^{-3} + 0,1 \cdot 10^{24} \text{ м}^{-3} = (7,8 + 2,1 + 0,1) \cdot 10^{24} \text{ м}^{-3} = 10 \cdot 10^{24} \text{ м}^{-3} = 10^{25} \text{ м}^{-3}$
Теперь подставим найденную концентрацию и данную среднюю кинетическую энергию в основное уравнение МКТ для расчета давления воздуха:
$P = \frac{2}{3} \cdot 10^{25} \text{ м}^{-3} \cdot 3 \cdot 10^{-21} \text{ Дж} = 2 \cdot 10^{25-21} \text{ Па} = 2 \cdot 10^{4} \text{ Па}$
Это значение можно также выразить в килопаскалях:
$2 \cdot 10^{4} \text{ Па} = 20000 \text{ Па} = 20 \text{ кПа}$
Ответ: давление воздуха равно $2 \cdot 10^4$ Па или 20 кПа.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 5 расположенного на странице 256 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №5 (с. 256), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.