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的摩尔数为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。

(1)nNAvS  (2)nμSv2

解析:(1)设在Δt时间内,CO2分子运动的距离为L,则:

L=vΔt

打在平板上的分子数:

ΔN=nNASL

故单位时间内打在平板上的CO2的分子数

N=

由以上各式解得:

N=nNASv

(2)对打在平板上的气体根据动量定理得:

F·Δt=(2mv)·ΔN

μ=NAm

解得F=nμSv2

故CO2气体对平板的压力F′=F=μnSv2


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