Какова концентрация молекул в стратосфере на высоте 30 км, если давление на этой высоте 10^4 Па, а температура равно - 20 С?

Для того чтобы рассчитать концентрацию молекул в стратосфере на высоте 30 км при заданных условиях (давление 10^4 Па и температура -20°C), используем уравнение состояния идеального газа, которое в форме для концентрации молекул выглядит так:

где:

• $n$ — концентрация молекул (в моль/м³),
• $p$ — давление (в Паскалях),
• $k_B$ — постоянная Больцмана ($k_B = 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К}$),
• $T$ — температура в Кельвинах.

Шаг 1. Преобразуем температуру в Кельвины

Температура дана как -20°C. Переводим в Кельвины:

Шаг 2. Подставим значения в уравнение

Теперь подставим давление, температуру и постоянную Больцмана в уравнение состояния:

Рассчитаем:

Ответ:

Концентрация молекул в стратосфере на высоте 30 км при давлении 10^4 Па и температуре -20°C составляет примерно $2.86 \times 10^{24}$ молекул на кубический метр.