Какова средняя длина свободного пробега молекул в емкости с объемом 1 л, в которой содержится 4,4 грамма углекислого

Хорошо, решим эту задачу пошагово.

1. Начнем с расчета числа молей углекислого газа. Для этого нам нужно знать молярную массу углекислого газа. Молярная масса углекислого газа (CO2) равна 44 г/моль, так как молекулярная масса углерода (С) равна 12 г/моль, а молекулярная масса кислорода (O) равна 16 г/моль. Следовательно, масса 4,4 г углекислого газа составляет:

\[ \frac{4,4 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]

Таким образом, в нашей емкости содержится 0,1 моль углекислого газа.

2. Далее, нам нужно узнать объем одной моли газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм). Этот объем называется молярным объемом и равен приблизительно 22,4 л/моль.

3. Теперь мы можем рассчитать общий объем газа при стандартных условиях. В нашей емкости объемом 1 л содержится 0,1 моль углекислого газа. Следовательно, если бы мы занимали 1 моль газа, объем составил бы 22,4 л. Для 0,1 моль газа, объем составляет:

\[ 0,1 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 2,24 \, \text{л} \]

Таким образом, средний объем свободного пробега молекул углекислого газа в нашей емкости составляет 2,24 л.

Более подробное объяснение: свободный пробег - это среднее расстояние, которое молекула преодолевает между двумя последовательными столкновениями с другими молекулами. Обратный молярный объем (1/22,4 л/моль) дает нам среднюю плотность молекул в газе при стандартных условиях, а также среднюю длину свободного пробега молекулы. Поэтому, средняя длина свободного пробега молекул углекислого газа в нашей емкости равна 2,24 л.