Для решения этой задачи необходимо использовать формулу для среднеквадратичной скорости молекул газа:
v = √(3kT/m)
где v - среднеквадратичная скорость молекул газа, k - постоянная Больцмана (1,38×10^-23 Дж/К), T - температура газа в кельвинах, m - масса молекулы газа.
Из условия задачи известно, что давление газа равно 105 Па, что позволяет нам определить, какой газ находится в баллоне. Для этого мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль·К)), T - температура газа в кельвинах.
Мы знаем давление и температуру газа, а также объем баллона неизвестен. Однако, мы можем предположить, что объем баллона достаточно большой, чтобы можно было считать газ идеальным. Тогда уравнение можно переписать в следующем виде:
n = PV/RT
Мы можем выразить массу молекулы газа через его молярную массу:
m = M/n
где M - молярная масса газа.
Теперь мы можем подставить известные значения в формулу для среднеквадратичной скорости молекул газа и решить ее относительно массы молекулы:
v = √(3kT/m)
m = 3kT/v^2
Подставляем значения:
k = 1,38×10^-23 Дж/К
T = 273 К
v = 1800 м/с
m = 3×1,38×10^-23 Дж/К × 273 К / (1800 м/с)^2 ≈ 4,7×10^-26 кг
Теперь мы можем определить, какой газ находится в баллоне. Для этого мы можем использовать таблицу молярных масс газов и выбрать тот газ, чья молярная масса наиболее близка к полученному значению. Например, для полученной массы молекулы газа 4,7×10^-26 кг ближайшей молярной массой является молярная масса гелия (4,0 г/моль). Следовательно, можно предположить, что в баллоне находится гелий.
Ответ: в баллоне при температуре 273 К находится газ, молярная масса молекул которого близка к 4,0 г/моль. Например, это может быть гелий.