Qual é a velocidade média em metros por segundo a 20 graus de velocidade Celsius de moléculas de N2 ar a 1050 mph?
Parece que há um pouco de confusão na pergunta. Vamos quebrar os conceitos:
*
velocidade média das moléculas de gás: Isso está relacionado à temperatura do gás. Quanto maior a temperatura, mais rápido as moléculas se movem em média. Isso é descrito pela velocidade da raiz quadrada média (RMS), que é calculada usando a seguinte equação:
`` `
v_rms =sqrt (3kt/m)
`` `
onde:
* V_RMS é a velocidade RMS
* K é constante de Boltzmann (1,38 × 10^-23 j/k)
* T é a temperatura em Kelvin (Celsius + 273,15)
* M é a massa de uma molécula (em kg)
* VELOCIDADE
: Isso se refere à velocidade e direção de um objeto.
*
1050 mph: Esta é uma velocidade, não uma velocidade. Ele nos diz a rapidez com que algo está se movendo * e * em que direção.
Aqui está por que a pergunta é um pouco complicada: * Você não pode converter diretamente 1050 mph na velocidade média das moléculas de nitrogênio. As moléculas no ar estão se movendo aleatoriamente em todas as direções; portanto, sua velocidade média não corresponde a uma única velocidade.
* A velocidade média das moléculas de nitrogênio a 20 ° C é determinada pela temperatura, não pela velocidade de um objeto específico.
calcular a velocidade média das moléculas de N2 a 20 ° C: 1.
Converta Celsius para Kelvin: 20 ° C + 273,15 =293,15 K
2.
Encontre a massa de uma molécula N2: O peso molecular de N2 é 28 g/mol. Para converter isso em kg/molécula, divida pelo número de Avogadro (6,022 x 10^23 moléculas/mol) e por 1000 g/kg:
(28 g/mol)/(6,022 x 10^23 moléculas/mol)/(1000 g/kg) =4,65 x 10^-26 kg/molécula
3.
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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 ≈ 515 m/s
`` `
Portanto, a velocidade média das moléculas de N2 no ar a 20 ° C é de aproximadamente 515 metros por segundo.