Дано:
Температура (T) = 1000 K
Масса молекулы азота (m) = 4,65*10^-26 кг
Постоянная Больцмана (k) = 1,38*10^-23 Дж/К
Найти:
1. Среднюю кинетическую энергию поступательного движения.
2. Среднюю кинетическую энергию вращательного движения.
3. Полную кинетическую энергию молекулы.
Решение:
1. Для поступательного движения средняя кинетическая энергия выражается как Ek = (3/2) * k * T, где k - постоянная Больцмана, T - температура.
Подставим значения и рассчитаем:
Ek = (3/2) * 1,38*10^-23 * 1000 = 2,07*10^-20 Дж.
2. Для вращательного движения средняя кинетическая энергия также может быть выражена как Ek = (3/2) * k * T. Молекула азота является двухатомной, поэтому общая кинетическая энергия вращения равна 2 * (3/2) * k * T = 3 * k * T, или
Ek = 3 * 1,38*10^-23 * 1000 = 4,14*10^-20 Дж.
3. Полная кинетическая энергия молекулы равна сумме кинетических энергий поступательного и вращательного движений:
Etotal = Ek(поступательное) + Ek(вращательное) = 2,07*10^-20 + 4,14*10^-20 = 6,21*10^-20 Дж.
Ответ:
1. Средняя кинетическая энергия поступательного движения: 2,07*10^-20 Дж.
2. Средняя кинетическая энергия вращательного движения: 4,14*10^-20 Дж.
3. Полная кинетическая энергия молекулы: 6,21*10^-20 Дж.