在A、B两题中选做一题A、已知大气压强是由于大气的重力而产生的.某学校兴趣小组想估算地球周围大气层空气的分子个数,通过查资料知道:地球半径R=6.4×106m,地球表面重力加速度g=10m/s2,大气压p0=1.0×105Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1.
(1)根据以上条件能估算出地球周围大气层空气的分子数吗?若能,请计算分子总数(保留一位有效数字);若不能,请说明理由.
(2)若月球半径r=1.7×106m,月球表面重力加速度g0=1.6m/s2,为开发月球的需要,设想在月球表面覆盖一层一定厚度的大气,若月球表面附近的大气压p0=1.0×105Pa,且已知大气层厚度比月球半径小得多,估算应给月球表面添加的大气层的总质量m.(保留一位有效数字)B、氢原于基态能量E1=-13.6eV,电子绕核做圆周运动的半径r1=0.53×10-10m.求
①氢原子处于n=5激发态时原子系统具有的能量;
①电子在n=3轨道上运动的动能(k=9.0×109N•m2/C2)(保留两位有效数字)
A、(1)能.因为4πp0R2=mg.
则气体的摩尔量n=
.m M
N=nNA.
则气体的分子数N=
.4πNAp0R2 Mg
代入数据可得N=1×1044.
(2)m0g0=4πp0r2.
m0=
,代入数据可得m0=2×1018kg.4πp0r2 g0
答:(1)能,分子总数为1×1044.
(2)月球表面添加的大气层的总质量m0=2×1018kg.
①基态氢原子的能量E1=-13.6eV,
E5=
=-0.54eV.E1 52
②由k
=me2 r32 v32 r3
则Ek3=
.ke2 2r3
r3=32r1
代入数据可得Ek3=1.5eV.
答:①氢原子处于n=5激发态时原子系统具有的能量为-0.54eV.
②电子在n=3轨道上运动的动能为1.5eV.