Прошу помощи в решении задачи по физике! №2 Определите среднюю кинетическую энергию поступательного и вращательного движения молекул, содержащихся в 1 кг водорода при температуре 127 градусов Цельсия .

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим количество молекул в 1 кг водорода. Молярная масса водорода H2 равна 2 г/моль. Таким образом, в 1 кг водорода содержится 1000 г / 2 г/моль = 500 моль.

Далее найдем среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул. Для этого воспользуемся уравнением кинетической энергии:

Ek = 3/2 k T

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

T = 127 + 273 = 400 K

Ek = 3/2 1,38 10^-23 400 = 6,9 10^-21 Дж

Среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул водорода можно записать как:

Ek = 6,9 10^-21 500 = 3,45 * 10^-18 Дж

Теперь определим среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул. Для молекул водорода, количество степеней свободы вращения равно 2. Тогда средняя кинетическая энергия вращательного движения равна:

Er = 2/2 k T = k * T

Er = 1,38 10^-23 400 = 5,52 * 10^-21 Дж

Среднюю кинетическую энергию вращательного движения молекул водорода можно записать как:

Er = 5,52 10^-21 500 = 2,76 * 10^-18 Дж

Итак, сумма средних кинетических энергий поступательного и вращательного движения молекул в 1 кг водорода при температуре 127 градусов Цельсия равна:

3,45 10^-18 + 2,76 10^-18 = 6,21 * 10^-18 Дж

Ответ: средняя кинетическая энергия поступательного и вращательного движения молекул водорода составляет 6,21 * 10^-18 Дж.