Помогите решить задачу по физике. Воспользовавшись законом распределения идеального газа...

0 голосов
80 просмотров

Помогите решить задачу по физике.

Воспользовавшись законом распределения идеального газа по относительным скоростям, определить, какая доля молекул кислорода, находящегося при температуре имеет скорости от 100 до 110 м/с.


Физика (14 баллов) | 80 просмотров
0

Ну решена же уже эта задача на этом же сайте ну

Дан 1 ответ
0 голосов

Введем обозначение

v_0^2 = kT/m = RT/\mu

Тогда распределение Максвелла

\displaystyle
f(v) = \frac{4\pi (v/v_0)^2}{(2\pi)^{3/2}v_0}\exp(-v^2/(2v_0^2))

Доля молекул находится интегрированием

n = \int\limits_{v_1}^{v_2}f(v)dv = \int\limits_{v_1}^{v_2}\frac{4\pi (v/v_0)^2}{(2\pi)^{3/2}v_0}\exp(-v^2/(2v_0^2))dv =\\= \sqrt{\frac{2}{\pi}}\int\limits_{x_1}^{x_2}x^2e^{-x^2/2}dx

Здесь икс - это безразмерная скорость (нормированная на v0) 

В нашем случае температура в условии задачи безнадежно потеряна, поэтому будем считать, что она равна 300 К. Тогда v0 примерно 780 м/с, соответственно x1 = 0.128, x2 = 0.141. Интеграл можно взять численно (я пользовалась вольфрамом)

Ответ

n = \sqrt{\frac{2}{\pi}}}\int\limits_{0.128}^{0.141}x^2e^{-x^2/2}dx \approx 0.0002




(4.1k баллов)