Каковы скорость, энергия теплового движения и давление молекул кислорода при температуре 127°С, если концентрация газа

Каковы скорость, энергия теплового движения и давление молекул кислорода при температуре 127°С, если концентрация газа составляет 3*10^20?
Золотой_Король

Золотой_Король

Для решения данной задачи мы воспользуемся формулами, связывающими тепловое движение, скорость и энергию молекул газа, а также давление.

Сначала рассмотрим скорость молекул кислорода. Для этого воспользуемся формулой Максвелла-Больцмана, которая связывает среднюю квадратичную скорость молекулы v с температурой T и молярной массой газа M:

v=3kTM

где k - постоянная Больцмана.

Теперь подставим известные значения: молярная масса кислорода M=32 г/моль, температура T=127°C = 127+273=400 K. Также воспользуемся значением постоянной Больцмана k=1,38×1023 Дж/К.

v=3×1,38×1023×40032=5,52×10227,42×1012 м/с

Теперь перейдем к расчету энергии теплового движения молекулы кислорода. Энергия теплового движения E связана со средней квадратичной скоростью v следующей формулой:

E=12mv2

где m - масса молекулы кислорода.

Подставим известные значения массы молекулы кислорода m=326,022×1023 кг и найденную скорость v:

E=12×326,022×1023×(7,42×1012)2=8×1021 Дж

Наконец, рассчитаем давление молекул кислорода по формуле идеального газа:

P=NkTV

где N - количество молекул газа, V - объем газа.

Мы знаем концентрацию газа C=3×1020 молекул/м³, а молярный объем газа равен Vm=VN=1C. Подставляем известные и рассчитанные значения:

P=3×10201,38×102340013×1020=1,38×1020 Па

Таким образом, скорость молекул кислорода составляет приблизительно 7,42×1012 м/с, энергия теплового движения молекулы - 8×1021 Дж и давление молекул кислорода при данной температуре и концентрации - примерно 1,38×1020 Па.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello