Правка разделов «Решение», «Ответ»
ru/5.2.6.md
+36 −2
| ### Условие: | |||
| $5.2.6.$ Найдите отношение числа молекул водорода, имеющих проекцию скорости на ось $x$ в интервале от $3000$ до $3010 \,м/с$, на ось $y$ — в интервале от $3000$ до $3010 \,м/с$, на ось $z$ — в интервале от $3000$ до $3002 \,м/с$, к числу молекул водорода, имеющих проекцию скорости на ось $x$ в интервале от $1500$ до $1505 \,м/с$, на ось $y$ — в интервале от $1500$ до $1501 \,м/с$, на ось $z$ — в интервале от $1500$ до $1502 \,м/с$. Температура водорода $300 \,K$ | |||
| @@ -4,6 +4,40 @@Условие: | |||
| ### Решение: | |||
| − | Расспишем ситуанию для $\Delta N_{1}$ Из распределения Максвелла по модулю скорости имеем $\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$ $\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$ $\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$ $\Delta N_{1}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$ Где $v_{x} = 3005 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 5 \,м/с;$ $v_{y} = 3001 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 1 \,м/с;$ $v_{z} = 1502.5 \,м/с,$ $\Delta v_{z} = 2.5 \,м/с;$ Аналогично делаем для $\Delta N_{2}$ $\Delta N_{2}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$ $\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$ $\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$ $\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$ Где $v_{x} = 1502.5 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 2.5 \,м/с;$ $v_{y} = 1500.5 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 0.5 \,м/с;$ $v_{z} = 1501 \,м/с,$ $\Delta v_{z} = 0.5 \,м/с;$ Учитывая, что $m_0=μN_A$, а $kN_A=R$, получаем отношение числа молекул $n = \frac{\Delta N_{1}}{\Delta N_{2}} = 6 \cdot 10^{−3}$ | ||
| + | Расспишем ситуанию для $\Delta N_{1}$ | ||
| − | ### Ответ: $n = 6 \cdot 10^{−3} $ | ||
| + | Из распределения Максвелла по модулю скорости имеем | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{1}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$$ | ||
| + | |||
| + | Где $v_{x} = 3005 \,м/с,~\Delta v_{y} = 5 \,м/с;~v_{y} = 3001 \,м/с,$ | ||
| + | |||
| + | $\Delta v_{y} = 1 \,м/с;~v_{z} = 1502.5 \,м/с,~\Delta v_{z} = 2.5 \,м/с;$ | ||
| + | |||
| + | Аналогично делаем для $\Delta N_{2}$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{2}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$$ | ||
| + | |||
| + | Где | ||
| + | |||
| + | $$v_{x} = 1502.5 \,м/с,~\Delta v_{y} = 2.5 \,м/с;~v_{y} = 1500.5 \,м/с,$$ | ||
| + | |||
| + | $$\Delta v_{y} = 0.5 \,м/с;~v_{z} = 1501 \,м/с,~\Delta v_{z} = 0.5 \,м/с;$$ | ||
| + | |||
| + | Учитывая, что $m_0=μN_A$, а $kN_A=R$, получаем отношение числа молекул | ||
| + | |||
| + | $$n = \frac{\Delta N_{1}}{\Delta N_{2}} = 6 \cdot 10^{−3}$$ | ||
| + | |||
| + | #### Ответ: $n = 6 \cdot 10^{−3} $ | ||
| ### Условие: | ### Условие: | ||
| $5.2.6.$ Найдите отношение числа молекул водорода, имеющих проекцию скорости на ось $x$ в интервале от $3000$ до $3010 \,м/с$, на ось $y$ — в интервале от $3000$ до $3010 \,м/с$, на ось $z$ — в интервале от $3000$ до $3002 \,м/с$, к числу молекул водорода, имеющих проекцию скорости на ось $x$ в интервале от $1500$ до $1505 \,м/с$, на ось $y$ — в интервале от $1500$ до $1501 \,м/с$, на ось $z$ — в интервале от $1500$ до $1502 \,м/с$. Температура водорода $300 \,K$ | $5.2.6.$ Найдите отношение числа молекул водорода, имеющих проекцию скорости на ось $x$ в интервале от $3000$ до $3010 \,м/с$, на ось $y$ — в интервале от $3000$ до $3010 \,м/с$, на ось $z$ — в интервале от $3000$ до $3002 \,м/с$, к числу молекул водорода, имеющих проекцию скорости на ось $x$ в интервале от $1500$ до $1505 \,м/с$, на ось $y$ — в интервале от $1500$ до $1501 \,м/с$, на ось $z$ — в интервале от $1500$ до $1502 \,м/с$. Температура водорода $300 \,K$ | ||
| @@ -4,6 +4,40 @@Условие: | |||
| ### Решение: | ### Решение: | ||
| Расспишем ситуанию для $\Delta N_{1}$ Из распределения Максвелла по модулю скорости имеем $\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$ $\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$ $\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$ $\Delta N_{1}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$ Где $v_{x} = 3005 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 5 \,м/с;$ $v_{y} = 3001 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 1 \,м/с;$ $v_{z} = 1502.5 \,м/с,$ $\Delta v_{z} = 2.5 \,м/с;$ Аналогично делаем для $\Delta N_{2}$ $\Delta N_{2}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$ $\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$ $\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$ $\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$ Где $v_{x} = 1502.5 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 2.5 \,м/с;$ $v_{y} = 1500.5 \,м/с,$ $\Delta v_{y} = 0.5 \,м/с;$ $v_{z} = 1501 \,м/с,$ $\Delta v_{z} = 0.5 \,м/с;$ Учитывая, что $m_0=μN_A$, а $kN_A=R$, получаем отношение числа молекул $n = \frac{\Delta N_{1}}{\Delta N_{2}} = 6 \cdot 10^{−3}$ | Расспишем ситуанию для $\Delta N_{1}$ | ||
| ### Ответ: $n = 6 \cdot 10^{−3} $ | Из распределения Максвелла по модулю скорости имеем | ||
| $$\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$$ | |||
| $$\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$$ | |||
| $$\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$$ | |||
| $$\Delta N_{1}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$$ | |||
| Где $v_{x} = 3005 \,м/с,~\Delta v_{y} = 5 \,м/с;~v_{y} = 3001 \,м/с,$ | |||
| $\Delta v_{y} = 1 \,м/с;~v_{z} = 1502.5 \,м/с,~\Delta v_{z} = 2.5 \,м/с;$ | |||
| Аналогично делаем для $\Delta N_{2}$ | |||
| $$\Delta N_{2}=\Delta N_{x}+\Delta N_{y}+\Delta N_{z}$$ | |||
| $$\Delta N_{x} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_x \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{x} \rangle^{2} \Delta v_{x}$$ | |||
| $$\Delta N_{y} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_y \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{y} \rangle^{2} \Delta v_{y}$$ | |||
| $$\Delta N_{z} = 4 \pi\left ( \frac{m_{0}}{2 \pi kT} \right )^{ \frac{3}{2} }e^{ - \frac{m_{0} \langle v_z \rangle^{2} }{2kT} } \langle v_{z} \rangle^{2} \Delta v_{z}$$ | |||
| Где | |||
| $$v_{x} = 1502.5 \,м/с,~\Delta v_{y} = 2.5 \,м/с;~v_{y} = 1500.5 \,м/с,$$ | |||
| $$\Delta v_{y} = 0.5 \,м/с;~v_{z} = 1501 \,м/с,~\Delta v_{z} = 0.5 \,м/с;$$ | |||
| Учитывая, что $m_0=μN_A$, а $kN_A=R$, получаем отношение числа молекул | |||
| $$n = \frac{\Delta N_{1}}{\Delta N_{2}} = 6 \cdot 10^{−3}$$ | |||
| #### Ответ: $n = 6 \cdot 10^{−3} $ | |||