Какова средняя скорость движения атомов неона при температуре 27 градусов Цельсия? Выразите ее в метрах в секунду

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для расчета средней кинетической энергии молекулы:

\[E_k = \frac{1}{2} m v^2\]

где \(E_k\) - средняя кинетическая энергия молекулы, \(m\) - масса молекулы и \(v\) - средняя скорость молекулы.

Известно, что масса молекулы неона равна 20,18 атомных единиц массы. Выражая скорость в формуле, получим:

\[v = \sqrt{\frac{2 E_k}{m}}\]

Для расчета средней скорости движения молекулы неона нам нужно узнать среднюю кинетическую энергию молекулы при заданной температуре.

Средняя кинетическая энергия молекулы связана с температурой через формулу:

\[E_k = \frac{3}{2} k T\]

где \(k\) - постоянная Больцмана (\(1,38 \times 10^{-23}\, \text{Дж/К}\)), \(T\) - температура в кельвинах.

Переведем заданную температуру из градусов Цельсия в кельвины:

\[T = 27 + 273,15 = 300,15\, \text{K}\]

Теперь, подставив известные значения в формулу для средней кинетической энергии молекулы и решив ее, получим:

\[E_k = \frac{3}{2} \times 1,38 \times 10^{-23}\, \text{Дж/К} \times 300,15\, \text{K} = 6,21 \times 10^{-21}\, \text{Дж}\]

Наконец, подставим значение средней кинетической энергии в формулу для скорости и вычислим ее:

\[v = \sqrt{\frac{2 \times 6,21 \times 10^{-21}\, \text{Дж}}{20,18 \times 1,67 \times 10^{-27}\, \text{кг/ат.м.е.м.}}} \approx 438,96\, \text{м/с}\]

Округляем до десятых долей, получаем:

Ответ: Средняя скорость движения атомов неона при температуре 27 градусов Цельсия составляет приблизительно 438,96 м/с.