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N2 분자 공기 1050mph의 섭씨 20도에서 초당 평균 속도는 얼마입니까?

질문에 약간의 혼란이있는 것 같습니다. 개념을 세분화합시다.

* 가스 분자의 평균 속도 : 이것은 가스의 온도와 관련이 있습니다. 온도가 높을수록 분자가 평균적으로 더 빠르게 움직입니다. 이것은 RMS (Root-Mean-Square) 속도로 설명되며 다음 방정식을 사용하여 계산됩니다.

```

v_rms =sqrt (3kt/m)

```

어디:

* V_RMS는 RMS 속도입니다

* K는 볼츠 만의 상수입니다 (1.38 × 10^-23 J/K)

* t는 켈빈의 온도입니다 (섭씨 + 273.15)

* m은 하나의 분자 (kg)의 질량입니다.

* 속도 : 이것은 물체의 속도와 방향을 나타냅니다.

* 1050mph : 이것은 속도가 아니라 속도입니다. 그것은 우리에게 어떤 방향으로 무언가가 움직이고 있는지, * 어떤 방향으로 * 그리고 *를 알려줍니다.

질문이 약간 까다로운 이유는 다음과 같습니다.

* 1050mph를 질소 분자의 평균 속도로 직접 변환 할 수 없습니다. 공기 중의 분자는 모든 방향으로 무작위로 움직이고 있으므로 평균 속도는 단일 속도에 해당하지 않습니다.

* 20 ° C에서 질소 분자의 평균 속도는 특정 물체의 속도가 아니라 온도에 의해 결정됩니다.

20 ° C에서 N2 분자의 평균 속도를 계산하기 위해 :.

1. 섭씨를 켈빈으로 변환 : 20 ° C + 273.15 =293.15 k

2. N2 분자의 질량을 찾으십시오 : N2의 분자량은 28 g/mol이다. 이것을 kg/분자로 변환하려면 Avogadro의 수 (6.022 x 10^23 분자/mol) 및 1000 g/kg으로 나눕니다.

(28 g/mol)/(6.022 x 10^23 분자/mol)/(1000 g/kg) =4.65 x 10^-26 kg/분자

3. 값 값을 RMS 속도 방정식에 꽂습니다.

```

v_rms =sqrt (3 * 1.38 × 10^-23 J / K * 293.15 k / 4.65 x 10^-26 kg)

V_RMS ≈ 515 m/s

```

따라서, 20 ° C에서 공기 중 N2 분자의 평균 속도는 초당 약 515 미터입니다. .

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