Какова средняя кинетическая энергия молекул идеального газа в поступательном движении при концентрации 3*10^25 м-3 и давлении 10^8 Па?

Физика Университет Кинетическая теория газов средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа концентрация 3*10^25 м-3 давление 10^8 Па поступательное движение Новый

Чтобы найти среднюю кинетическую энергию молекул идеального газа в поступательном движении, мы можем воспользоваться формулой, которая связывает давление, концентрацию и среднюю кинетическую энергию. Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа определяется по формуле:

E = (3/2) * k * T

где:

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

Однако, в данной задаче у нас есть давление и концентрация, поэтому мы можем использовать другое уравнение, связывающее давление, концентрацию и среднюю кинетическую энергию:

P = (2/3) * n * E

где:

• P — давление;
• n — концентрация молекул (число молекул на единицу объема);
• E — средняя кинетическая энергия молекул.

Теперь мы можем выразить среднюю кинетическую энергию через давление и концентрацию:

E = (3/2) * (P/n)

Теперь подставим известные значения:

• P = 10^8 Па;
• n = 3 * 10^25 м^-3.

Теперь подставим эти значения в формулу:

E = (3/2) * (10^8 / (3 * 10^25))

Теперь вычислим:

1. Сначала найдем значение дроби: 10^8 / (3 * 10^25) = 10^8 / 3 * 10^-25 = (10^8 / 3) * 10^-25.
2. Теперь вычислим 10^8 / 3 (приблизительно 3.33 * 10^7).
3. Теперь подставим это значение в формулу для энергии: E = (3/2) * (3.33 * 10^7 * 10^-25).
4. Умножаем: E = 5 * 10^-18 Дж.

Таким образом, средняя кинетическая энергия молекул идеального газа в поступательном движении составляет приблизительно 5 * 10^-18 Дж.