В самом начале я решил посмотреть на формулы для нахождения среднеквадратичной‚ средней арифметической и наиболее вероятной скорости молекул водорода. Затем я решил применить эти формулы для трех разных значений температуры ー 20 К‚ 300 К и 5 кК.
Для начала вычислим среднеквадратичную скорость молекул водорода. Формула для этого выглядит следующим образом⁚
vсркв √(3kT/m)
где vсркв ー среднеквадратичная скорость‚ k ー постоянная Больцмана (1‚38 × 10^(-23) Дж/К)‚ T ー температура в Кельвинах и m ー масса молекулы в килограммах.1) При температуре 20 К⁚
vсркв √((3 * 1‚38 × 10^(-23) * 20) / (2 * 1‚67 × 10^(-27)))
Подставляем значения и получаем⁚
vсркв √(1‚38 × 10^(-22) / (3‚34 × 10^(-27)))
vсркв ≈ 1‚44 × 10^3 м/с
2) При температуре 300 К⁚
vсркв √((3 * 1‚38 × 10^(-23) * 300) / (2 * 1‚67 × 10^(-27)))
Подставляем значения и получаем⁚
vсркв √(1‚38 × 10^(-20) / (3‚34 × 10^(-27)))
vсркв ≈ 1‚98 × 10^3 м/с
3) При температуре 5 кК⁚
vсркв √((3 * 1‚38 × 10^(-23) * 5000) / (2 * 1‚67 × 10^(-27)))
Подставляем значения и получаем⁚
vсркв √(6‚9 × 10^(-17) / (3‚34 × 10^(-27)))
vсркв ≈ 2‚64 × 10^3 м/с
Теперь перейдем к вычислению средней арифметической скорости молекул водорода. Ее можно найти с помощью следующей формулы⁚
vср (8kT/(πm))^0‚5
где vср ー средняя арифметическая скорость.1) При температуре 20 К⁚
vср (8 * 1‚38 × 10^(-23) * 20 / (π * 2 * 1‚67 × 10^(-27)))^0‚5
Подставляем значения и получаем⁚
vср ≈ 1‚29 × 10^3 м/с
2) При температуре 300 К⁚
vср (8 * 1‚38 × 10^(-23) * 300 / (π * 2 * 1‚67 × 10^(-27)))^0‚5
Подставляем значения и получаем⁚
vср ≈ 1‚81 × 10^3 м/с
3) При температуре 5 кК⁚
vср (8 * 1‚38 × 10^(-23) * 5000 / (π * 2 * 1‚67 × 10^(-27)))^0‚5
Подставляем значения и получаем⁚
vср ≈ 2‚48 × 10^3 м/с
Наконец‚ найдем наиболее вероятную скорость молекул водорода. Формула для этого выглядит следующим образом⁚
vнаив (√((2kT)/m))
где vнаив ー наиболее вероятная скорость.1) При температуре 20 К⁚
vнаив (√((2 * 1‚38 × 10^(-23) * 20) / (2 * 1‚67 × 10^(-27))))
Подставляем значения и получаем⁚
vнаив ≈ 1‚15 × 10^3 м/с
2) При температуре 300 К⁚
vнаив (√((2 * 1‚38 × 10^(-23) * 300) / (2 * 1‚67 × 10^(-27))))
Подставляем значения и получаем⁚
vнаив ≈ 1‚60 × 10^3 м/с
3) При температуре 5 кК⁚
vнаив (√((2 * 1‚38 × 10^(-23) * 5000) / (2 * 1‚67 × 10^(-27))))
Подставляем значения и получаем⁚
vнаив ≈ 2‚19 × 10^3 м/с
Итак‚ я провел вычисления для трех разных значений температуры (20 К‚ 300 К и 5 кК). Для каждого значения я нашел среднеквадратичную‚ среднюю арифметическую и наиболее вероятную скорость молекул водорода. Надеюсь‚ эта информация будет полезной для ваших исследований или самообразования!