问题 问答题

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l/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υ,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.

答案

(1)设在△t时间内,CO2分子运动的距离为L,则

L=υ△t                         ①

打在平板上的分子数△N=

1
6
n L S N A

故单位时间内打在平板上的C02的分子数为N=

△N
△t

得  N=

1
6
n S N Aυ                         ④

(2)根据动量定理

F△t=(2mυ)△N                             ⑤

μ=N Am

解得 F=

1
3
nμSυ2

CO2气体对平板的压力F=

1
3
nμSυ2

答:(1)单位时间内打在平板上的CO2分子个数为

1
6
n S N Aυ.

(2)CO2气体对平板的压力

1
3
nμSυ2

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