Question

Найти среднюю кинетическую энергию молекулы одноатомного газа при давлении 40 кПа. Концентрация молекул этого газа при указанном давлении составляет 6 • 1025м-3.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

дано P=40000 Па

n=6*10^25 м^-3

E- ?

P=2nE/3

E=3P/2n=12*10^4/12*10^25=1*10^-21 Дж

Answer 2

Для нахождения средней кинетической энергии молекулы одноатомного газа при данном давлении, мы можем использовать идеальное газовое уравнение и выразить среднюю кинетическую энергию через давление и концентрацию газа. Формула для средней кинетической энергии молекулы (Ek) в идеальном газе выглядит следующим образом:

Ek = (3/2) * k * T,

где: Ek - средняя кинетическая энергия молекулы, k - постоянная Больцмана (приближенно равна 1.38 * 10^-23 Дж/К), T - температура газа в кельвинах.

Мы можем выразить температуру через давление и концентрацию, используя идеальное газовое уравнение:

PV = nRT,

где: P - давление (40 кПа = 40 * 10^3 Па), V - объем, n - количество молекул газа, R - универсальная газовая постоянная (приближенно равна 8.31 Дж/(моль·К)), T - температура в кельвинах.

Мы хотим выразить T, поэтому давление и концентрацию приведем к формуле:

P = nRT/V.

Теперь можно выразить температуру T:

T = PV / (nR).

Чтобы вычислить количество молекул n, нам нужно знать массу одной молекулы одноатомного газа и концентрацию.

Масса одной молекулы (m) рассчитывается как масса атома, умноженная на число атомов в молекуле. Для одноатомного газа, например, аргона (Ar), это будет масса атома аргона, которая примерно равна 6.63 * 10^-27 кг.

Теперь мы можем выразить количество молекул n:

n = концентрация * объем = (6 * 10^25 м^-3) * V.

Теперь мы можем подставить это значение n в уравнение для T:

T = (40 * 10^3 Па) * V / ((6 * 10^25 м^-3) * 8.31 Дж/(моль·К)).

Теперь, когда у нас есть значение T, мы можем найти среднюю кинетическую энергию Ek:

Ek = (3/2) * (1.38 * 10^-23 Дж/К) * T.

Вычислим это:

T = (40 * 10^3 Па) * V / ((6 * 10^25 м^-3) * 8.31 Дж/(моль·К)) ≈ 8.08 K.

Ek = (3/2) * (1.38 * 10^-23 Дж/К) * 8.08 K ≈ 1.66 * 10^-22 Дж.

Средняя кинетическая энергия молекулы одноатомного газа при давлении 40 кПа и концентрации 6 • 10^25 м^-3 составляет примерно 1.66 * 10^-22 Дж.