1) Найти число молекул, содержащихся в 1м^3 углекислого газа.
2) Определить температуру газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы 6.9 * 10^-21
3) Определить общую установившуюся температуру после смешивания 500 гр воды 40 градусах и 200 гр керосина при 20 градусах

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Для определения числа молекул в 1 м^3 углекислого газа мы можем использовать уравнение состояния идеального газа. Мы знаем, что один моль газа содержит примерно 6.022 * 10^23 молекул. Следовательно, чтобы найти количество молекул в 1 м^3 газа, мы должны сначала определить количество молей углекислого газа в 1 м^3 и затем умножить это на число молекул в одном моле.

Обычно плотность углекислого газа при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосфере давления) составляет примерно 1.8 кг/м^3. Молярная масса углекислого газа (CO2) равна примерно 44.01 г/моль. Следовательно, в 1 м^3 газа будет примерно 1.8 кг / 44.01 г/моль ≈ 0.0409 моль.

Теперь умножим количество молей на число молекул в одном моле:
0.0409 моль 6.022 10^23 молекул/моль ≈ 2.46 * 10^22 молекул

Таким образом, в 1 м^3 углекислого газа содержится примерно 2.46 * 10^22 молекул.

2) Средняя кинетическая энергия для одной молекулы в идеальном газе соотносится с температурой следующим образом:

KE = 3/2 k T,

где KE - средняя кинетическая энергия молекулы, k - постоянная Больцмана (примерно 1.38 * 10^-23 J/K), T - температура в Кельвинах.

Подставим данное значение средней кинетической энергии:

6.9 10^-21 = 3/2 1.38 10^-23 T,
6.9 10^-21 = 2.07 10^-23 T,
T = 6.9 10^-21 / 2.07 * 10^-23,
T ≈ 333.33 K.

Температура газа составляет примерно 333.33 Кельвина.

3) Чтобы определить общую установившуюся температуру после смешивания воды и керосина, мы можем использовать закон сохранения теплоты. Для этого применим формулу:

m1 c1 (Tf - Ti) = -m2 c2 (Tf - Ti),

где m1 и m2 - массы веществ (в данном случае воды и керосина), c1 и c2 - теплоемкости веществ, Ti и Tf - начальная и конечная температуры.

Подставим известные значения:

500 г 4.18 J/(gK) (Tf - 40) = -200 г 2.1 J/(gK) (Tf - 20).

Преобразуем эту формулу:

2090 (Tf - 40) = -420 (Tf - 20),
2090 Tf - 83600 = -420 Tf + 8400,
2510 Tf = 92000,
Tf ≈ 36.65 градусов Цельсия.

Таким образом, после смешивания вода и керосин установятся приблизительно при температуре 36.65 градусов Цельсия.