>> 自然の科学 >  >> 化学

室温での酸素分子の典型的なde broglie波長は何ですか?

室温で酸素分子の典型的なde broglie波長を計算する方法は次のとおりです。

1。 De Broglieの波長を理解してください

粒子のde broglie波長(λ)は、次の方程式によってその運動量(p)に関連しています。

λ=h/p

どこ:

*λはde broglie波長です

* Hはプランクの定数です(6.626x10⁻³⁴JS)

* Pは勢いです

2。運動量を計算します

粒子の勢いは以下によって与えられます:

P =MV

どこ:

* mは粒子の質量です

* vは粒子の速度です

速度を見つけるために、特定の温度でガス分子の平均運動エネルギーの概念を使用します。

3。平均運動エネルギーを計算します

ガス分子の平均運動エネルギー(KE)は、次の方程式によって温度(T)に関連しています。

ke =(3/2)kt

どこ:

* kはボルツマンの定数(1.38 x10⁻²³J/k)です

* tはケルビンの温度です

4。速度を計算

運動エネルギーはKE =(1/2)mV²によっても与えられるため、これを平均運動エネルギー方程式と組み合わせて速度を見つけることができます。

(1/2)mV²=(3/2)kt

v²=(3kt)/m

v =√((3kt)/m)

5。値をプラグイン

* 酸素分子の質量(O₂): 32 g/mol =32 x10⁻³kg/mol。 kgの質量が必要なので、アボガドロの数(6.022 x10²³分子/mol)で除算:m≈5.31x10⁻²⁶kg

* 室温: 25°C =298 K

ここで、速度を計算します。

v =√((3 * 1.38 x10⁻²³J/k * 298 k)/(5.31 x10⁻²⁶kg))≈482m/s

6。 De Broglie波長を計算します

最後に、De Broglieの波長を計算します。

λ=h/p =h/(mv)=(6.626 x10⁻³⁴js)/(5.31 x10⁻²⁶kg * 482 m/s)≈ 2.6 x10⁻¹¹m

結論

室温での酸素分子の典型的なde broglie波長は、約2.6 x 10〜¹¹メートルであり、これは約0.26のアンストロームです。この波長は、1つのAngstromのオーダーにある原子の典型的なサイズよりもはるかに小さくなります。

  1. 有機窒素を大気窒素に変換するものは何ですか?
  2. 塩化アンモニウムは水に溶けますか?
  3. 分子レベルで発生していることを説明することにより、ほとんどすべての固体が液体状態よりも密度が高い理由を説明してください。
  4. 励起電位とイオン化電位の違い
  5. アルカリ金属の1つの特性は何ですか?
  6. 物質が固体からガスになるとどうなりますか?