Question

Найдите среднюю кинетическую энергию молекул газа при давлении 40 кпа и концентрации 6*10^20 м -3

Answer 1

Решение на фото, по формуле р=2/3nE

Answer 2

Для расчета средней кинетической энергии молекул газа можно воспользоваться уравнением идеального газа и формулой для средней кинетической энергии молекул.

Уравнение идеального газа: PV = nRT,

где: P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная (приближенное значение R = 8.314 Дж/(моль·К)), T - абсолютная температура газа.

Концентрация газа (C) выражается через количество молекул (n) и объем (V): C = n / V.

Так как нам дано давление (P) и концентрация (C) газа, мы можем определить количество молекул (n) в объеме (V): n = C * V.

Теперь мы можем решить уравнение идеального газа относительно температуры (T): T = PV / nR.

Средняя кинетическая энергия молекул газа (K) определяется через температуру (T) и массу молекулы (m) следующим образом: K = (3/2) * k * T,

где: k - постоянная Больцмана (приближенное значение k = 1.38 * 10^-23 Дж/К).

Давайте теперь выполним расчеты:

1. Рассчитаем количество молекул (n) в единичном объеме: n = C * V = (6 * 10^20 м^-3) * (1 м^3) = 6 * 10^20 молекул.

2. Подставим значение n в уравнение идеального газа для нахождения температуры (T): T = PV / nR = (40 кПа) * (1 * 10^-3 м^3) / (6 * 10^20 молекул * 8.314 Дж/(моль·К)).

3. Переведем давление в Па (Паскали) и выполним расчет температуры (T) в Кельвинах: T = (40,000 Па) * (1 м^3) / (6 * 10^20 молекул * 8.314 Дж/(моль·К)) ≈ 803.69 К.

4. Теперь рассчитаем среднюю кинетическую энергию молекул (K): K = (3/2) * k * T = (3/2) * (1.38 * 10^-23 Дж/К) * 803.69 К ≈ 1.66 * 10^-20 Дж.

Таким образом, средняя кинетическая энергия молекул газа при давлении 40 кПа и концентрации 6 * 10^20 м^-3 составляет приблизительно 1.66 * 10^-20 Дж.