Под каким давлением находится кислород, если его плотность составляет 1,6 кг/м3? Определите среднюю энергию

Чтобы найти давление кислорода, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа: \(P = \frac{{\rho \cdot R \cdot T}}{M}\), где \(P\) - давление, \(\rho\) - плотность, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура в Кельвинах и \(M\) - молярная масса.

Для кислорода молярная масса равна приблизительно 32 г/моль. Поэтому, чтобы провести вычисления, нам потребуется дополнительная информация - температура. Предположим, что температура составляет 300 К.

Теперь мы можем подставить все значения в уравнение и рассчитать давление. Универсальная газовая постоянная равна \(R = 8.314\) Дж/(моль·К).

\(P = \frac{{1.6 \, \text{кг/м}^3 \cdot 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 300 \, \text{К}}}}{32 \, \text{г/моль}}\)

Расчет будет следующим:
\(P = \frac{{1.6 \, \text{кг/м}^3 \cdot 8.314 \, \text{Дж/(моль·К)} \cdot 300 \, \text{К}}}}{0.032 \, \text{кг/моль}}\)

\(P = \frac{{3985.76 \, \text{Дж/м}^3 \cdot \text{К}}}{0.032 \, \text{кг/моль}}\)

\(P = \frac{{124557 \, \text{Дж/м}^3 \cdot \text{К}}}{\text{кг/моль}}\)

Таким образом, давление кислорода составляет около 124557 Па.

Теперь перейдем к вычислению средней энергии поступательного движения молекул кислорода. Формула для средней энергии поступательного движения молекул газа выглядит следующим образом: \(E = \frac{{3}{2}} \cdot k \cdot T\), где \(E\) - энергия, \(k\) - постоянная Больцмана, \(T\) - температура.

Постоянная Больцмана равна \(k = 1.38 \times 10^{-23}\) Дж/К. Подставим значения и рассчитаем энергию:

\(E = \frac{{3}{2}} \cdot 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К} \cdot 300 \, \text{К}\)

\(E = \frac{{3}{2}} \cdot 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К} \cdot 300 \, \text{К}\)

\(E = 2.07 \times 10^{-23} \, \text{Дж}\)

Округлим это число до десятых: 0,0 Дж.

Таким образом, средняя энергия поступательного движения молекул кислорода равна 0,0 Дж.