Вопрос школьника
В баллоне ёмкостью V = 5*10^-2 м3 находится одноатомный газ в количестве v = 120 моль при давлении р = 6*10^6 Па. Определить среднюю энергию теплового движения молекул.
Ответ от учителя
Средняя энергия теплового движения молекул газа определяется по формуле:
E = (3/2) * k * T
где k — постоянная Больцмана, T — температура газа.
Для начала нужно определить температуру газа. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
p * V = n * R * T
где p — давление газа, V — его объем, n — количество вещества газа, R — универсальная газовая постоянная.
Перенесем все величины, кроме T, в левую часть уравнения и подставим значения:
T = (p * V) / (n * R) = (6 * 10^6 Па * 5 * 10^-2 м^3) / (120 моль * 8,31 Дж/(моль*К)) ≈ 254 К
Теперь можем вычислить среднюю энергию теплового движения молекул:
E = (3/2) * k * T = (3/2) * 1,38 * 10^-23 Дж/К * 254 К ≈ 6,6 * 10^-21 Дж
Ответ: средняя энергия теплового движения молекул газа составляет примерно 6,6 * 10^-21 Дж.
