≅M(He)=44 г/моль= 4*10^{-3}4∗10−3 кг/моль.
T=2727 град. Цельсия= 27+273=30027+273=300 K.
V=?
Запишем формулу энергии молекул:
\begin{gathered}E=\frac{3}{2}k*T;\\\end{gathered}E=23k∗T;
Где k (Постоянная Больцмана) =1,38*10^{-23}1,38∗10−23 Дж*К^-1;
В тоже время энергия равна: \begin{gathered}E=\frac{mV^2}{2};\\\end{gathered}E=2mV2;
Приравняем формулы, получим:
\begin{gathered}\frac{3}{2}k*T=\frac{m*V^2}{2};\\\end{gathered}23k∗T=2m∗V2;
Сокращаем, получаем:
\begin{gathered}m*V^2=3k*T;\\ V=\sqrt{\frac{3k*T}{m}\end{gathered}
Массу найдем из формулы:
\begin{gathered}m=\frac{M}{Na};\\\end{gathered}m=NaM;
Где MM - молярная масса, NaNa - число Авогадро, равное 6,02*10^{23}6,02∗1023 .
Подставим в нашу формулу, получим:
\begin{gathered}V=\sqrt{\frac{3k*T*Na}{M};\\\end{gathered}
Все данные нам известны, осталось посчитать:
V=\sqrt{\frac{3*1,38*10^{-23}*300*6,02*10^{23}}{4*10^{-3}}} =1367,2V=4∗10−33∗1,38∗10−23∗300∗6,02∗1023=1367,2 м/с.
Получаем ответ: V=1367,2=1367V=1367,2=1367 м/с.
Q = I^2 Rt
Q = (4A) ^2 * 30 Ом * 60 с = 22800 Дж = 22,8 кДж