Чтобы найти среднюю кинетическую энергию одной молекулы в сосуде, нам нужно использовать уравнение состояния идеального газа и формулу для средней кинетической энергии молекул.

Шаг 1: Определим среднюю кинетическую энергию молекулы.

Средняя кинетическая энергия одной молекулы газа определяется по формуле:

E = (3/2) * k * T

где E - средняя кинетическая энергия, k - постоянная Больцмана (1.38 * 10^(-23) Дж/К),T - температура в Кельвинах.

Шаг 2: Найдем температуру газа.

Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

P * V = n * R * T

где P - давление (в паскалях),V - объем (в кубических метрах),n - количество вещества (в молях),R - универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/(моль·К)),T - температура в Кельвинах.

Сначала переведем данные в нужные единицы:

• Объем V = 20 литров = 20 * 10^(-3) м³ = 0.02 м³
• Давление P = 120 кПа = 120 * 10^3 Па = 120000 Па

Теперь найдем количество вещества n. Мы знаем, что количество молекул N = 4 * 10^23. Чтобы найти количество моль, используем формулу:

n = N / Na

где Na - число Авогадро (примерно 6.022 * 10^23 молекул/моль).

Подставим значения:

n = (4 * 10^23) / (6.022 * 10^23) ≈ 0.664 моль

Теперь подставим все известные значения в уравнение состояния:

120000 * 0.02 = 0.664 * 8.31 * T

Решим это уравнение для T:

2400 = 5.52 * T

T = 2400 / 5.52 ≈ 434.07 K

Шаг 3: Подставим температуру в формулу для средней кинетической энергии.

E = (3/2) * (1.38 * 10^(-23)) * (434.07)

E ≈ (3/2) * (1.38 * 10^(-23)) * (434.07) ≈ 8.97 * 10^(-21) Дж.

Ответ: Средняя кинетическая энергия одной молекулы в сосуде составляет примерно 8.97 * 10^(-21) Дж.