Средняя квадратичная скорость молекул газа определяется формулой:
v_sq = 3kT3kT3kT / m
где: v_sq - средняя квадратичная скорость, k - постоянная Больцмана 1,38∗10−23Дж/К1,38 * 10^-23 Дж/К1,38∗10−23Дж/К, T - абсолютная температура, m - масса молекулы газа.
Наиболее вероятная скорость определяется формулой:
v_mp = sqrt(2kT)/m(2kT) / m(2kT)/m
где: v_mp - наиболее вероятная скорость.
Если нужно найти значение температуры, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота больше их наиболее вероятной скорости на 50 см/с, то можно записать это как:
vsq−50v_sq - 50vsq−50 = v_mp
Подставив формулы для v_sq и v_mp, получим:
3kT3kT3kT / m - 50 = sqrt(2kT)/m(2kT) / m(2kT)/m
Преобразуем это уравнение для нахождения температуры:
3kT3kT3kT / m - sqrt(2kT)/m(2kT) / m(2kT)/m = 50
Теперь подставим значения констант для азота m=28∗10−3кг/мольm = 28 * 10^-3 кг/мольm=28∗10−3кг/моль и постоянной Больцмана:
Средняя квадратичная скорость молекул газа определяется формулой:
v_sq = 3kT3kT3kT / m
где:
v_sq - средняя квадратичная скорость,
k - постоянная Больцмана 1,38∗10−23Дж/К1,38 * 10^-23 Дж/К1,38∗10−23Дж/К,
T - абсолютная температура,
m - масса молекулы газа.
Наиболее вероятная скорость определяется формулой:
v_mp = sqrt(2kT)/m(2kT) / m(2kT)/m
где:
v_mp - наиболее вероятная скорость.
Если нужно найти значение температуры, при которой средняя квадратичная скорость молекул азота больше их наиболее вероятной скорости на 50 см/с, то можно записать это как:
vsq−50v_sq - 50vs q−50 = v_mp
Подставив формулы для v_sq и v_mp, получим:
3kT3kT3kT / m - 50 = sqrt(2kT)/m(2kT) / m(2kT)/m
Преобразуем это уравнение для нахождения температуры:
3kT3kT3kT / m - sqrt(2kT)/m(2kT) / m(2kT)/m = 50
Теперь подставим значения констант для азота m=28∗10−3кг/мольm = 28 * 10^-3 кг/мольm=28∗10−3кг/моль и постоянной Больцмана:
3<em>1,38</em>10−23<em>T3 <em> 1,38 </em> 10^-23 <em> T3<em>1,38</em>10−23<em>T / 28</em>10−328 </em> 10^-328</em>10−3 - sqrt(2<em>1,38</em>10−23<em>T)/(28</em>10−3)(2 <em> 1,38 </em> 10^-23 <em> T) / (28 </em> 10^-3)(2<em>1,38</em>10−23<em>T)/(28</em>10−3) = 50
4,14<em>10−23</em>T4,14 <em> 10^-23 </em> T4,14<em>10−23</em>T / 28 10^-3 - sqrt2,76</em>10−23<em>T/28</em>10−32,76 </em> 10^-23 <em> T / 28 </em> 10^-32,76</em>10−23<em>T/28</em>10−3 = 50
147,857 10^-20 T - sqrt98,571<em>10−20</em>T98,571 <em> 10^-20 </em> T98,571<em>10−20</em>T = 50
147,857 10^-20 T - 9,928 10^-10 sqrtTTT = 50
Уравнение получается нелинейным и решить его аналитически сложно. Можно использовать численные методы для нахождения корня уравнения.