Какова средняя кинетическая энергия одной молекулы водяного пара при 100 C? И каковы средние кинетические энергии

Чтобы найти среднюю кинетическую энергию одной молекулы водяного пара при 100 °C, мы можем использовать формулу для средней кинетической энергии молекулы:

\[E = \frac{3}{2} kT\]

где \(E\) - средняя кинетическая энергия молекулы, \(k\) - постоянная Больцмана (\(k = 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К}\)), \(T\) - температура в Кельвинах.

Сначала переведем 100 °C в Кельвины. Чтобы это сделать, мы добавим 273 к температуре в Цельсиях:

\(Т = 100 + 273 = 373 \, \text{К}\).

Теперь, подставляя значения в формулу, мы получаем:

\[E = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times 373 = 8.17 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\]

То есть, средняя кинетическая энергия одной молекулы водяного пара при 100 °C равна \(8.17 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\).

Чтобы найти средние кинетические энергии поступательного и вращательного движения молекулы пара, мы можем использовать формулу:

\[E_{\text{пост}} = \frac{3}{2} kT\]
\[E_{\text{вр}} = \frac{2}{2} kT = kT\]

Здесь \(Е_{\text{пост}}\) - средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы, \(Е_{\text{вр}}\) - средняя кинетическая энергия вращательного движения молекулы.

Подставляя значения температуры, получаем:

\[E_{\text{пост}} = \frac{3}{2} \times 1.38 \times 10^{-23} \times 373 = 8.17 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\]
\[E_{\text{вр}} = 1.38 \times 10^{-23} \times 373 = 5.14 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\]

Таким образом, средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы пара составляет \(8.17 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\), а средняя кинетическая энергия вращательного движения молекулы пара составляет \(5.14 \times 10^{-21} \, \text{Дж}\).