Вопрос школьника
Найти эффективный диаметр σ молекулы азота двумя способами:
а) по данному значению средней длины свободного пробега молекул при нормальных условиях λ=95 нм;
б) по известному значению постоянной b в уравнении Ван-дер-Ваальса.
Ответ от учителя
а) Для нахождения эффективного диаметра молекулы азота по средней длине свободного пробега необходимо воспользоваться формулой:
d = 2λ/π
где d — эффективный диаметр молекулы, λ — средняя длина свободного пробега.
Подставляя данное значение λ=95 нм в формулу, получаем:
d = 2*95/π ≈ 60 нм
Таким образом, эффективный диаметр молекулы азота при нормальных условиях составляет около 60 нм.
б) Для нахождения эффективного диаметра молекулы азота по постоянной b в уравнении Ван-дер-Ваальса необходимо воспользоваться формулой:
d = 2(3b/4πn)^(1/3)
где d — эффективный диаметр молекулы, b — постоянная Ван-дер-Ваальса, n — количество молекул в единице объема.
Для молекулы азота постоянная b равна 0,0391 л*атм/моль^2, а количество молекул в единице объема при нормальных условиях составляет около 2,7*10^25 молекул/м^3.
Подставляя данные в формулу, получаем:
d = 2(3*0,0391/(4π*2,7*10^25))^(1/3) ≈ 0,34 нм
Таким образом, эффективный диаметр молекулы азота по постоянной b в уравнении Ван-дер-Ваальса составляет около 0,34 нм.
