В колбе объемом 1,2 л содержится 3*10²² атомов гелия. Какова средняя кинетическая энергия каждого атома, если давление газа в колбе 10⁵ Па?

Физика 11 класс Температура и кинетическая энергия газа средняя кинетическая энергия атомы гелия давление газа объем колбы физика газа Новый

Привет! Давай разберемся с этой задачкой по физике. Нам нужно найти среднюю кинетическую энергию атомов гелия в колбе.

Мы знаем, что средняя кинетическая энергия одного атома газа связана с температурой и давлением. Для идеального газа можно использовать формулу:

E = (3/2) * k * T

Где:

• E - средняя кинетическая энергия атома;
• k - постоянная Больцмана (примерно 1.38 * 10^-23 Дж/К);
• T - температура в кельвинах.

Однако, у нас нет температуры напрямую, но мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

P * V = n * R * T

Где:

• P - давление (105 Па);
• V - объем (1,2 л = 0,0012 м³);
• n - количество молей газа;
• R - универсальная газовая постоянная (примерно 8.31 Дж/(моль·К)).

Сначала найдем количество молей гелия. Для этого используем число Авогадро (примерно 6.022 * 10^23 атомов/моль):

n = (3 * 10^22) / (6.022 * 10^23) ≈ 0.0498 моль

Теперь подставим все в уравнение состояния:

105 * 0.0012 = 0.0498 * 8.31 * T

Решим это уравнение для T:

T = (105 * 0.0012) / (0.0498 * 8.31)

После вычислений получаем температуру T примерно 300 К.

Теперь подставим T в формулу для средней кинетической энергии:

E = (3/2) * (1.38 * 10^-23) * 300

И в итоге получаем:

E ≈ 6.21 * 10^-21 Дж

Так что средняя кинетическая энергия каждого атома гелия в колбе примерно 6.21 * 10^-21 Дж. Надеюсь, это поможет тебе!