N ≈ 1.57·10²³
Объяснение:
T = 315 K
<v> = 320 м/c
m = 20 г = 0,02 кг
Na = 6.022·10²³ 1/моль - постоянная Авогадро
R = 8.31 Дж/(моль·К) - универсальная газовая постоянная
N - ?
По закону Клапейрона-Менделеева
pV = νRT
(р - давление, V - объём, ν - количество вещества)
ν = N/Na
pV = NRT/Na (1)
Будем считать газ идеальным и одноатомным, тогда давление газа р можно вычислить как
р = nm₀<v>²/3 (n - концентрация, m₀ - масса молекулы)
n = N/V; m₀ = m/N
Тогда
nm₀ = m/V
р = m<v>²/3V
и
pV = m<v>²/3 (2)
Приравняем правые части уравнений (1) и (2)
NRT/Na = m<v>²/3
и выразим отсюда N
N = m<v>²Na/3RT
N = 0.02 · 320² · 6.022·10²³ : (3 · 8.31 · 315)
N ≈ 1.57·10²³
Лед в этих случаях образуется непосредственно из пара. Условия конденсации пара и превращения его в лед на поверхности стекла отличаются от условий, при которых в воздухе образуются снежинки Внутри помещения влажность воздуха обычно существенно меньше 100% но вблизи холодной поверхности оконного стекла температура может оказаться гораздо ниже точки росы при данной концентрации молекул воды в воздухе. И на стекле появится лед. Вид узора на поверхности стекла зависит от большого набора параметров: температуры внутри помещения и снаружи, влажности воздуха в помещении, толщины стекла и загрязненности его поверхности, от наличия и скорости воздушных потоков вблизи стекла и т.д. Замечательные ледяные узоры часто образуются зимой на стеклах автобусов или троллейбусов.
из уравнения Менделеева-Клапейрона
P*V=m*R*T/M
m=P*V*M/R*T=9,6*10^4*1400*2*10^-3/8,31*280=115,52 кг
ответ m=115,52 кг