Кинетическая энергия всех молекул кислорода содержащихся в одном кубическом метре при комнатной температуре , K=0.10 МДж.Определите, какой объём должно иметь чугунное ядро,летящее со скоростью u=5м\с,чтобы обладать такой же кинетической энергией.Плотность чугуна p=7.0 г\см3

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим массу кислорода в одном кубическом метре. Мы знаем, что воздух состоит на 21% из кислорода, а плотность воздуха при комнатной температуре равна примерно 1.2 кг/м^3.

Тогда масса кислорода в одном кубическом метре будет
m = 0.21 * 1.2 = 0.252 кг

Теперь найдем количество молекул кислорода в одном кубическом метре, зная массу одной молекулы кислорода (32 г/моль) и постоянную Авогадро (6.0210^23 молекул в моль)
N = (0.252 / 0.032) 6.0210^23 = 4.5310^24 молекул

Кинетическая энергия всех молекул кислорода
K1 = N K = 4.5310^24 0.10 10^3 Дж = 4.53*10^26 Дж

Далее найдем массу чугуна, которая обладает такой же кинетической энергией
m2 = K1 / (u^2 / 2) = 4.5310^26 / (5^2 / 2) = 1.2110^25 кг

Используем формулу для объема чугуна
V = m2 / p = 1.2110^25 / 7.0 10^3 = 1.73*10^21 м^3

Таким образом, чугунное ядро должно иметь объем примерно 1.73*10^21 м^3, чтобы обладать такой же кинетической энергией.