Задача по физике Плотность некоторого газа равна 0.06 кг/м3 средняя квадратичная скорость его молекул vкв 500 м/с при температуре 281 К. Чему равна энергия теплового движения молекул, находящихся в единице объема сосуда , если газ является 2-атомным?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для 2-атомного газа количество степеней свободы равно 5, а средняя кинетическая энергия молекулы газа равна kT, где k - постоянная Больцмана, а T - температура.

Энергия теплового движения молекул в единице объема сосуда выражается как:

E = N 0.5 f * kT,

где N - число молекул в единице объема, f - число степеней свободы (для 2-атомного газа f = 5), k - постоянная Больцмана, T - температура.

Найдем сначала число молекул в единице объема:

n = плотность газа / молярная масса газа,
n = 0.06 кг/м^3 / (2 * 0.029 кг/моль) = 1.034 моль/м^3.

N = n * N_A,
где N_A - число Авогадро.

N = 1.034 моль/м^3 6.022 10^23 молекул/моль = 6.238 * 10^23 молекул/м^3.

Теперь подставим все значения в формулу для расчета энергии:

E = 6.238 10^23 молекул/м^3 0.5 5 k 281 K,
E = 6.238 10^23 молекул/м^3 0.5 5 1.38 10^-23 Дж/К * 281 К,
E = 1967.545 Дж.

Таким образом, энергия теплового движения молекул, находящихся в единице объема сосуда, равна 1967.545 Дж.