В балоне находится идеальный газ, масса и плотность которого m=0.80г и þ=1,2 кг/м³ соответственно. Определите кинетическую энергию поступательного движения всех молекул этого газа, если его давление р=80кПа

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения кинетической энергии поступательного движения всех молекул идеального газа воспользуемся формулой:

E = 3/2 k T

где E - кинетическая энергия поступательного движения, k - постоянная Больцмана (1,38 * 10^(-23) Дж/К), T - абсолютная температура газа.

Мы также можем выразить абсолютную температуру через уравнение состояния идеального газа:

pV = nRT

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

Мы знаем, что масса газа m = 0,80 г = 0,0008 кг, а плотность газа ρ = 1,2 кг/м³, значит объем V газа можно найти как:

V = m / ρ

V = 0,0008 кг / 1,2 кг/м³ = 0,0006667 м³

Теперь мы можем определить количество вещества n:

n = m / M

где M - молярная масса газа.

Так как у нас идеальный газ, то молярная масса равна массе одной молекулы. Для гелия (He) молярная масса M = 4 г/моль = 0,004 кг/моль.

n = 0,0008 кг / 0,004 кг/моль = 0,2 моль

Теперь мы можем найти абсолютную температуру:

T = pV / (nR)

T = 80 кПа 0,0006667 м³ / (0,2 моль 8,31 Дж/(моль*К)) = 4 К

И, наконец, найдем кинетическую энергию поступательного движения всех молекул:

E = 3/2 1,38 10^(-23) Дж/К 4 К = 8,28 10^(-23) Дж

Таким образом, кинетическая энергия поступательного движения всех молекул газа составляет 8,28 * 10^(-23) Дж.