Question

Молекула азота за 2 мили секунды преодолела расстояние 1 метр. С какой средней скоростью двигалась молекула и найдите её кинетическую энергию

Answer 1

Ответ:

Молекула двигалась со скоростью со средней скоростью 500 м/c и её кинетическая энергия равна приблизительно 583,33 · 10⁻²³ Дж

Объяснение:

Дано:

$S =$ 1 м

$t =$ 2 · 10⁻³ с

$M(N_{2}) =$ 0,028 кг/моль

$N =$ 1

$N_{A} =$ 6 · 10²³

Найти:

$v_{c} \ - \ ?$

$W \ - \ ?$

-----------------------------------

Решение:

Составим систему на основе определения количества вещества:

$\displaystyle \left \{ {{\nu = \dfrac{N}{N_{A}} } \atop {\nu=\dfrac{m}{M} }} \right \Longrightarrow \dfrac{N}{N_{A}} = \dfrac{m}{M} \Longrightarrow m = \frac{MN}{N_{A}} = \frac{N \cdot M(N_{2})}{N_{A}}$

Средняя скорость:

$\boldsymbol{\boxed{v_{c} = \frac{S}{t} }}$

Кинетическая энергия:

$W = \dfrac{mv_{c}^{2}}{2} = \dfrac{m}{2} \cdot \bigg(\dfrac{S}{t} \bigg)^{2} = \dfrac{N \cdot M(N_{2})}{2N_{A}} \cdot \bigg(\dfrac{S}{t} \bigg)^{2}$

$\boldsymbol{\boxed{v_{c} = \dfrac{N \cdot M(N_{2})}{2N_{A}} \cdot \bigg(\dfrac{S}{t} \bigg)^{2} }}$

Расчеты:

$\boldsymbol {v_{c}} =$ 1 м / 2 · 10⁻³ с = 500 м/c

$\boldsymbol W =$ ((1 · 0,028 кг/моль) / (2 · 6 · 10²³)) · (1 м / 2 · 10⁻³ с)² $\boldsymbol \approx$

$\boldsymbol \approx$ 583,33 · 10⁻²³ Дж

Ответ: $v_{c} =$ 500 м/c. $W \approx$ 583,33 · 10⁻²³ Дж.

#SPJ1

Answer 2

Для расчета средней скорости молекулы азота, мы можем использовать следующую формулу:

Средняя скорость = Расстояние / Время

В данном случае, расстояние равно 1 метр, а время - 2 миллисекунды (2 миллисекунды = 0.002 секунды).

Средняя скорость = 1 метр / 0.002 секунды = 500 метров в секунду.

Теперь, чтобы найти кинетическую энергию молекулы азота, мы можем использовать следующую формулу для кинетической энергии:

Кинетическая энергия = (1/2) * масса * скорость^2

Масса одной молекулы азота примерно равна 2.325 * 10^-26 килограмма (примечание: это значение приблизительное и зависит от изотопа азота). Мы также знаем среднюю скорость, которая составляет 500 метров в секунду.

Теперь мы можем рассчитать кинетическую энергию:

Кинетическая энергия = (1/2) * 2.325 * 10^-26 кг * (500 м/с)^2 = 1.45 * 10^-21 Дж (джоулей)

Таким образом, кинетическая энергия молекулы азота при данной скорости составляет приблизительно 1.45 * 10^-21 джоулей.