Ποια είναι η αναλογία των μορίων υδρογόνου μέσης ταχύτητας σε αυτά τα άτομα νέον στην ίδια θερμοκρασία και πίεση;
Κατανόηση των εννοιών
* Κινητική μοριακή θεωρία: Αυτή η θεωρία δηλώνει ότι η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων αερίου είναι άμεσα ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία.
* Μέση κινητική ενέργεια: Η μέση κινητική ενέργεια ενός μορίου αερίου δίνεται από:
Ke =(1/2) * m * v²
όπου:
* Το Ke είναι κινητική ενέργεια
* m είναι η μάζα του μορίου
* V είναι η μέση ταχύτητα
* ταχύτητα ρίζας-μέσης-τετράγωνο (rms): Η ταχύτητα RMS είναι ένας τύπος μέσης ταχύτητας που αντιπροσωπεύει τις διαφορετικές ταχύτητες των μορίων αερίου. Υπολογίζεται ως:
v (rms) =√ (3rt/m)
όπου:
* R είναι η ιδανική σταθερά αερίου
* T είναι η απόλυτη θερμοκρασία
* M είναι η μοριακή μάζα
Υπολογισμός
1. Ρυθμίστε την αναλογία: Θέλουμε την αναλογία των μέσων ταχυτήτων του H₂ to Ne, έτσι:
Αναλογία =V (RMS, H₂) / V (RMS, NE)
2. Αντικαταστήστε τον τύπο ταχύτητας RMS:
Αναλογία =√ (3rt/m (h₂))/√ (3rt/m (ne))
3. Απλοποίηση: Παρατηρήστε ότι το «3RT» εμφανίζεται τόσο στον αριθμητή όσο και στον παρονομαστή. Ακυρώνει, αφήνοντας:
Αναλογία =√ (M (NE) / M (H₂))
4. Χρησιμοποιήστε μοριακές μάζες: Η μοριακή μάζα του Η, είναι περίπου 2 g/mol και η μοριακή μάζα της ΝΕ είναι περίπου 20 g/mol. Αντικαταστήστε αυτές τις τιμές:
Αναλογία =√ (20 g/mol/2 g/mol)
Αναλογία =√10
αποτέλεσμα: Η αναλογία της μέσης ταχύτητας των μορίων υδρογόνου προς τα άτομα νέον στην ίδια θερμοκρασία και πίεση είναι περίπου √10 , ή περίπου 3.16 .
ερμηνεία: Αυτό σημαίνει ότι τα μόρια υδρογόνου, που είναι πολύ ελαφρύτερα από τα άτομα νέον, θα κινούνται κατά μέσο όρο περίπου 3,16 φορές ταχύτερα από τα άτομα νέον στην ίδια θερμοκρασία και πίεση.
