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N2分子の空気1050 mphの摂氏20度での1秒あたりの平均速度はどれくらいですか?

質問には少し混乱があるようです。概念を分解しましょう:

* ガス分子の平均速度: これはガス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。これは、次の方程式を使用して計算されます。

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v_rms =sqrt(3kt/m)

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どこ:

* V_RMSはRMS速度です

* kはボルツマンの定数(1.38×10^-23 j/k)です

* Tはケルビンの温度です(摂氏 + 273.15)

* mは1つの分子の質量(kg)です

* 速度: これは、オブジェクトの速度と方向を指します。

* 1050 mph: これは速度ではなく速度です。 それは、何かがどれほど速く動いているかを教えてくれます *と *どんな方向に *。

質問が少し注意が必要な理由は次のとおりです。

* 1050 mphを窒素分子の平均速度に直接変換することはできません。 空気中の分子はあらゆる方向にランダムに動いているため、平均速度は単一の速度に対応していません。

* 20°Cでの窒素分子の平均速度は、特定のオブジェクトの速度ではなく、温度によって決定されます。

20°CでN2分子の平均速度を計算するには:

1。摂氏をケルビンに変換: 20°C + 273.15 =293.15 K

2。 N2分子の質量を見つけます: N2の分子量は28 g/molです。これをkg/分子に変換するには、Avogadroの数(6.022 x 10^23分子/mol)と1000 g/kgで除算してください。

(28 g/mol)/(6​​.022 x 10^23分子/mol)/(1000 g/kg)=4.65 x 10^-26 kg/分子

3。 rms速度式へのプラグ値:

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v_rms =sqrt(3 * 1.38×10^-23 j / k * 293.15 K / 4.65 x 10^-26 kg)

V_RMS≈515m/s

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したがって、20°Cでの空気中のN2分子の平均速度は1秒あたり約515メートルです。

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