题目内容
在宇宙飞船的实验舱内充满CO2气体,且一段时间内气体的压强不变,舱内有一块面积为S的平板舱壁,如图8-1所示.如果CO2气体对平板的压强是由气体分子垂直撞击平板形成的,假设气体分子中各有1/6的个数分别向上、下、左、右、前、后六个方向运动,且每个分子的速度均为v,设气体分子与平板碰撞后仍以原速反弹.已知实验舱中单位体积内CO2的物质的量为n,CO2的摩尔质量为μ,阿伏加德罗常数为NA.求:(1)单位时间内打在平板上的CO2分子个数;
(2)CO2气体对平板的压力.
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图8-1
解析:(1)设在Δt时间内,CO2分子运动的距离为L,则
L=vΔt ①
打在平板上的分子数 ΔN=
nLSNA ②
故单位时间内打在平板上的CO2的分子数为N=
③
得 N=
nSNAv. ④
(2)根据动量定理FΔt=(2mv)ΔN ⑤
μ=NAm
解得 F=
nμSv2
CO2气体对平板的压力
F′=F=
nμSv2.
答案:(1)
nSNAv (2)
nμSv2
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