Для определения среднеквадратической скорости частиц газа воспользуемся формулой:

v = sqrt(3kT/m)

где:
v - среднеквадратическая скорость частиц газа,
k - постоянная Больцмана (1.38*10^-23 Дж/К),
T - температура газа,
m - масса частицы.

Для начала определим массу частицы газа. Плотность газа равна 0.03 кг/м3, следовательно, масса одной частицы будет:

m = плотность * объем моля газа / N_A

где:
N_A - число Авогадро (6.02*10^23 молекул/моль).

Объем моля газа можно определить, используя уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT,

где:
P - давление газа (40 кПа = 4010^3 Па),
V - объем газа,
n - количество молей газа (для одной частицы n=1/N_A),
R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(мольК)),
T - температура газа.

Таким образом, найдем массу частицы газа:

m = 0.03 кг/м3 (8.31 Дж/(мольК) T) / (6.0210^23 молекул/моль).

Затем воспользуемся первой формулой для определения скорости частиц газа. Пусть для простоты выполнения расчетов температура газа будет 300 К:

v = sqrt(3 1.3810^-23 Дж/К * 300 К / m).