Question

在宇航艙中，有一塊艙壁，面積為S，艙內(nèi)充滿氣體CO₂，且一段時(shí)間內(nèi)壓強(qiáng)不變.如果CO₂氣體對艙壁的壓強(qiáng)是由氣體分子垂直撞擊艙壁形成的，假設(shè)氣體分子中各有1/6的個(gè)數(shù)分別向上、下、左、右、前、后六個(gè)方向運(yùn)動.CO₂分子的平均速率為v，與艙壁碰撞后仍以原速率反彈.已知宇航艙單位體積中的CO₂分子數(shù)為n，CO₂的摩爾質(zhì)量為μ，阿伏加德羅常數(shù)為N_A.

求CO₂氣體對艙壁的壓強(qiáng).

Answer 1

設(shè)CO₂分子的質(zhì)量為m，在時(shí)間Δt內(nèi)與艙壁碰撞的CO₂的分子數(shù)為:n′=nsvΔt 

在時(shí)間Δt內(nèi)與艙壁碰撞分子的質(zhì)量為：M=n′m 

摩爾質(zhì)量與分子質(zhì)量的關(guān)系：μ=Nm 

根據(jù)動量定律得：FΔt=2Mv 

壓強(qiáng)為：p= 

聯(lián)立解得：p=nμv²／N