Какова концентрация молекул газа при давлении 2,4 МПа, если средняя кинетическая энергия их поступательного движения составляет 1,2×10-²⁰ Дж?

Физика 9 класс Температура и газовые законы концентрация молекул газа давление 2,4 МПа средняя кинетическая энергия кинетическая энергия газа физика 9 класс молекулы газа газовые законы термодинамика физические величины расчеты в физике Новый

Для решения задачи нам нужно использовать связь между давлением, концентрацией молекул газа и средней кинетической энергией их поступательного движения. Сначала давайте вспомним основные формулы, которые нам понадобятся.

1. Формула для давления газа:

Давление газа можно выразить через концентрацию молекул и среднюю кинетическую энергию следующим образом:

P = (2/3) * n * E_ср,

где:

• P - давление газа (в паскалях),
• n - концентрация молекул газа (в моль/м³),
• E_ср - средняя кинетическая энергия молекул газа (в джоулях).

2. Перепишем формулу для нахождения концентрации:

Теперь можем выразить концентрацию молекул газа:

n = (3/2) * P / E_ср.

3. Подставим известные значения:

У нас есть:

• P = 2,4 МПа = 2,4 * 10⁶ Па,
• E_ср = 1,2 * 10^-20 Дж.

Теперь подставим эти значения в формулу:

n = (3/2) * (2,4 * 10⁶) / (1,2 * 10^-20).

4. Выполним вычисления:

Сначала найдем числитель:

2,4 * 10⁶ = 2400000.

Затем подставим в формулу:

n = (3/2) * (2400000) / (1,2 * 10^-20).

Теперь посчитаем:

• (3/2) * 2400000 = 3600000.
• Теперь делим 3600000 на 1,2 * 10^-20:

3600000 / (1,2 * 10^-20) = 3 * 10²⁶ моль/м³.

5. Ответ:

Таким образом, концентрация молекул газа при давлении 2,4 МПа и средней кинетической энергии 1,2 * 10^-20 Дж составляет примерно 3 * 10²⁶ моль/м³.