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。
問題
半径rの球形容器内に，質量mの分子N個からなる単原子分子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]
2mvcosθ
[Level.2]
\(\frac{v \Delta t}{2r \cos \theta}\)
[Level.3]
\(\frac{mv^2}{r}\)