概念を理解する
* ガス分子の平均速度: ガス分子の平均速度は、その温度に関連しています。 温度が高いほど、分子は平均して速く移動します。
* ルート平均速度: ガス分子の平均速度を表現する一般的な方法は、根平凡な平方速度(URM)です。 次の方程式を使用して計算されます。
urms =√(3rt/m)
どこ:
* urms =ルート平均平方速度(m/s)
* r =理想的なガス定数(8.314 j/mol・k)
* T =温度(K)
* M =モル質量(kg/mol)
問題の設定
キセノン原子(XE)と塩素分子(CL2)の平均速度を等しくしたい:
urms(xe)=urms(cl2)
計算
1。モル質量:
* XE:131.29 g/mol =0.13129 kg/mol
* Cl2:70.90 g/mol =0.07090 kg/mol
2。方程式を設定します:
√(3r * t(xe) / m(xe))=√(3r * t(cl2) / m(cl2))
3。単純化: 両側には√(3R)があるため、キャンセルできます。
t(xe) / m(xe)=t(cl2) / m(cl2)
4。 t(xe)を解く:
t(xe)=(m(xe) / m(cl2)) * t(cl2)
t(xe)=(0.13129 kg/mol/0.07090 kg/mol) * t(cl2)
t(xe)≈1.85 * t(cl2)
結論
キセノン原子は、塩素分子の温度よりも約1.85倍高い温度で塩素分子と同じ平均速度を持ちます。
重要な注意: このソリューションは、理想的なガス挙動を想定しています。実際には、理想的な行動からの逸脱は、非常に高温または圧力で発生する可能性があります。