Вопрос школьника
Найти среднюю кинетическую энергию молекулы одноатомного газа при давлении 20 кПа. Концентрация молекул этого газа при указанном давлении составляет 3 • 1025м-3
Ответ от учителя
Для нахождения средней кинетической энергии молекулы одноатомного газа при давлении 20 кПа необходимо использовать формулу для средней кинетической энергии молекулы:
E = (3/2)kT
где E — средняя кинетическая энергия молекулы, k — постоянная Больцмана, T — температура газа.
Для нахождения температуры газа необходимо использовать уравнение состояния идеального газа:
pV = nRT
где p — давление газа, V — объем газа, n — количество молекул газа, R — универсальная газовая постоянная.
Перепишем уравнение состояния идеального газа в виде:
T = pV/nR
Подставим значения давления, объема и концентрации молекул газа:
T = (20 • 10^3 Па) / ((3 • 10^25 м^-3) • (8,31 Дж/(моль•К)))
T = 8,06 • 10^-22 К
Теперь можем найти среднюю кинетическую энергию молекулы:
E = (3/2) • (1,38 • 10^-23 Дж/К) • (8,06 • 10^-22 К)
E = 4,16 • 10^-24 Дж
Таким образом, средняя кинетическая энергия молекулы одноатомного газа при давлении 20 кПа и концентрации 3 • 10^25 м^-3 составляет 4,16 • 10^-24 Дж.
