При каком давлении концентрация молекул идеального газа , а средняя кинетическая энергия их движения равна 6* Дж. Результат выразить в мегапаскалях

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для идеального газа средняя кинетическая энергия молекул связана с их температурой искания по формуле:

E = 3/2 k T

где E - средняя кинетическая энергия молекул, k - постоянная Больцмана (1,38 * 10^(-23) Дж/К), T - температура в Кельвинах.

Таким образом, для средней кинетической энергии E = 6 Дж имеем:

6 = 3/2 1,38 10^(-23) * T

T = 6 / (1,5 1,38 10^-23)
T ≈ 2,90 * 10^(23) К

Находим давление P при котором E = 6 Дж:

P V = n R * T

P = n R T / V

где n - количество молекул, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль*К)), V - объем газа.

Поскольку объем V не указан, то его можно избавить:

P = n R T

P = P_v

P = молярное давление, когда общее количество частиц N представляет собой сумму всех частиц всех источников (N = n * N_a, где n - количество молекул, N_a - число Авогадро).

Таким образом, P = P_v = n R T

Tак как n = 1 (молекулы идеального газа), P = R T = 8,31 2,90 10^(23) = 2,4079 10^(24) Па ≈ 24,1 МПа

Итак, при давлении около 24,1 МПа концентрация молекул идеального газа и средняя кинетическая энергия их движения будет равна 6 Дж.