Question

Найти среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул идеального газа, если давление - 200кПа, а концентрация - 5*10^25 m^-3

Answer 1

P=2*n*E/3
E=3*P/2*n=3*200*10^3/2*5*10^25=12*10^-21 Дж

Answer 2

Сначала найдем среднюю квадратичную скорость молекул идеального газа по формуле:

v = sqrt((3kT)/m)

где k - постоянная Больцмана (1.38 * 10^-23 Дж/К), T - температура в Кельвинах, m - масса молекулы.

Далее найдем среднюю кинетическую энергию по формуле:

E = (1/2)mv^2

где m - масса молекулы, v - средняя квадратичная скорость.

Для нахождения средней кинетической энергии нам нужно знать температуру газа, но дана только концентрация молекул и давление. Для решения этой задачи нам понадобится использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Мы можем выразить количество молекул n через концентрацию C:

n = C * V

Таким образом, у нас есть два уравнения:

PV = C * VRT

и

v = sqrt((3kT)/m)

Теперь мы можем выразить температуру T через давление P и концентрацию C:

T = (P * V) / (C * R)

Подставив это значение в формулу для средней кинетической энергии, мы можем найти ответ.