既知の拡散係数は D = 1.42*10^-5 m^2/s です。

既知の拡散係数 D = 1.4210^-5m^2/s、粘度17.8μPa通常の状態ではガスから発生します。このガスのモル質量 M とその種類を決定する必要があります。

問題の解決策: 問題を解決するには、ガスの粘度およびモル質量に対する拡散係数の依存性を説明するストークス-アインシュタインの法則を使用します。

D = (kT)/(6円周率ηr)、ここで、k はボルツマン定数 (1.38)10^-23 J/K)、T – ガス温度 (K)、η – ガス粘度 (Pa)с)、r – 気体分子の半径 (メートル単位)。

ガス M のモル質量は、次の式を使用して計算されます。

M = (RT)/(Dπd^2)、R は普遍気体定数 (8.31 J/(mol K))、d は気体分子の直径 (メートル)。

既知の拡散係数 D とガス粘度 η の値を代入し、通常の条件下でのガスの温度 T = 273 K を考慮すると、次の結果が得られます。

r = (kT)/(6πηD) = (1,3810^-23273)/(6p17,810^-61,4210^-5) ≈ 3.83*10^-10 m。

次に、半径 r の値を代入し、気体分子の直径 d = 2r を使用して、気体のモル質量 M を求めます。

M = (RT)/(Dπd^2) = (8,31*273)/(

既知の拡散係数 D = 1.4210^-5m^2/s、粘度17.8μPa通常の状態ではガスから発生します。このガスのモル質量 M とその種類を決定する必要があります。

問題の解決策: 問題を解決するには、ガスの粘度およびモル質量に対する拡散係数の依存性を説明するストークス-アインシュタインの法則を使用します。

D = (kT)/(6πηr)、ここで、k はボルツマン定数 (1.38)10^-23 J/K)、T – ガス温度 (K)、η – ガス粘度 (Pa)с)、r – 気体分子の半径 (メートル単位)。

ガス M のモル質量は、次の式を使用して計算されます。

M = (RT)/(Dπd^2)、R は普遍気体定数 (8.31 J/(mol K))、d は気体分子の直径 (メートル)。

既知の拡散係数 D とガス粘度 η の値を代入し、通常の条件下でのガスの温度 T = 273 K を考慮すると、次の結果が得られます。

r = (kT)/(6πηD) = (1,3810^-23273)/(6p17,810^-61,4210^-5) ≈ 3.83*10^-10 m。

次に、半径 r の値を代入し、気体分子の直径 d = 2r を使用して、気体のモル質量 M を求めます。

M = (RT)/(Dπd^2) = (8,31273)/(1,4210^-5π(23,8310^-10)^2) ≈ 28 g/mol。

したがって、ガスのモル質量は約 28 g/mol です。ガスの種類を決定するには、得られたモル質量を既知の表のガスのモル質量と比較する必要があります。たとえば、このモル質量は窒素分子 (N2) に対応します。

この問題を解決するために、ガスの粘度およびモル質量に対する拡散係数の依存性を説明するストークス?アインシュタインの法則を使用します。

D = (kT)/(6πηr)、

ここで、D は拡散係数、k はボルツマン定数 (1.38×10^-23 J/K)、T はガス温度 (K)、η はガス粘度 (Pa s)、r は気体の半径です。気体分子 (メートル単位)。

ガス M のモル質量は、次の式を使用して計算されます。

M = (RT)/(Dπd^2)、

ここで、R は普遍気体定数 (8.31 J/(mol K))、d は気体分子の直径 (メートル) です。

既知の拡散係数 D とガス粘度 η の値を代入し、通常の条件下でのガスの温度 T = 273 K を考慮すると、次の結果が得られます。

r = (kT)/(6πηD) = (1,38×10^-23×273)/(6π×17,8×10^-6×1,42×10^-5) ≈ 3,83×10 ^-10分

次に、半径 r の値を代入し、気体分子の直径 d = 2r を使用して、気体のモル質量 M を求めます。

M = (RT)/(Dπd^2) = (8.31×273)/(1.42×10^-5×π×(2×3.83×10^-10)^2) ≈ 28 g /mol。

したがって、ガスのモル質量は約 28 g/mol です。ガスの種類を決定するには、得られたモル質量を既知の表のガスのモル質量と比較する必要があります。たとえば、このモル質量は窒素分子 (N2) に対応します。したがって、探しているガスは窒素 (N2) です。

***

この問題を解決するには、拡散プロセスを説明するフィックの法則を使用する必要があります。

J = -D * ∂C/∂x、

ここで、J は拡散物質の流束密度、D は拡散係数、C は物質の濃度です。

この場合、理想ガスの場合、拡散ガスの流束密度について次の式を使用できます。

J = -D * (∂ρ/∂x) / ρ、

ここで、ρ はガス密度です。

気体は通常の条件下にあるため、これらの条件下での密度はモル質量 M で表すことができます。

ρ = pM / (RT)、

ここで、p はガス圧力、R は汎用ガス定数、T はガス温度です。

したがって、拡散ガスの流束密度をモル質量 M で表す式を書くことができます。

J = -D * (p / RT) * (∂M/∂x) / M。

問題の条件から、ガスの拡散係数 D と粘度がわかり、これを使用してガスのモル質量 M を決定できます。

これを行うには、理想気体の粘度に関するよく知られた公式を使用します。

η = (5/16) * (M/πRT)^0.5、

ここからモル質量 M を表すことができます。

M = (mRT/5)^2。

既知の値を代入すると、次のようになります。

M = (17.8 * 10^-6 * π * 8.31 * 273.15 / 5)^2 ≈ 28 g/mol。

したがって、ガスのモル質量は約 28 g/mol です。ガスの種類を判断するには、それについてさらに詳しい情報を知る必要があります。

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