Двухатомный газ массой 3.373 кг находится под давлением 0.177 МН/м3 и имеет плотность 0.909 кг/м3. Найти энергию теплового движения молекул газа при этих условиях.
от

1 Ответ

Дано:
m = 3.373 кг,
P = 0.177 МПа = 0.177 * 10^6 Па,
ρ = 0.909 кг/м^3.

Найти: Энергия теплового движения молекул газа.

Решение:
Объем газа можно найти, используя уравнение состояния идеального газа:
PV = mRT,
где V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Выразим объем газа:
V = mRT / P.

Плотность газа также связана с его массой и объемом:
ρ = m / V,
V = m / ρ.

Тогда выражение для объема можно переписать:
V = mRT / P = m / ρ,
mRT / P = m / ρ,
RT / P = 1 / ρ,
T = P / (ρR).

Подставим данные и посчитаем температуру:
T = (0.177 * 10^6 Па) / (0.909 кг/м^3 * 8.31 Дж/(моль*К))≈ 240 К.

Энергия теплового движения молекул газа определяется формулой:
E = 3/2 * k * T,
где k - постоянная Больцмана.

Подставим значение температуры и посчитаем энергию теплового движения молекул газа:
E = 3/2 * 1.38 * 10^-23 Дж/К * 240 K ≈ 6.2 * 10^-21 Дж.

Ответ: Энергия теплового движения молекул газа при данных условиях составляет около 6.2 * 10^-21 Дж.
от