【演習】気体の分子運動論①

物理【熱】第4講『気体の分子運動論①』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

気体の分子運動論①気体とは多数の気体分子の運動によってできあがっているものです。そこで,気体の性質を分子の運動の観点から解き明かしてみましょう!...
Contents

問題

半径rの球形容器内に,質量mの分子N個からなる理想気体を封入する。 以下の各問に答えよ。

[Level.1]
気体分子が速さvで,容器の壁に入射角θで弾性衝突をした(下図参照)。 壁がこの分子から受ける力積の大きさを求めよ。

[Level.2]
この気体分子は,時間⊿tの間に何回壁に衝突するか。

[Level.3]
壁がこの気体分子から受ける平均の力の大きさを求めよ。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
 2mv \cos \theta

[Level.2]
 \frac{v \Delta t}{2r \cos \theta}

[Level.3]
 \frac{mv^2}{r}

(※ 解説は現在準備中。)