Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул

Задача. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул кислорода при нормальных условиях, если их концентрация \displaystyle n=2,7\cdot {{10}^{25}} м-3.

Дано:

\displaystyle n=2,7\cdot {{10}^{25}} м-3

Найти:
\displaystyle <{{E}_{k}}> — ?

Решение

Думаем: средняя кинетическая энергия поступательного движения (впоследствии мы назовём её внутренней энергией) может быть связана с заданной концентрацией через соотношение

\displaystyle P=\frac{2}{3}n<{{E}_{k}}> (1)

Фраза «при нормальных условиях» говорит о ещё нескольких добавочных дано (нормальное давление — \displaystyle P=1*{{10}^{5}} Па, нормальная температура — \displaystyle T=273 К).

Решаем: выразим из (1) искомую величину

\displaystyle <{{E}_{k}}>=\frac{3}{2}\frac{P}{n} (2)

Фактически всё есть.

Считаем: 

\displaystyle <{{E}_{k}}>=\frac{3}{2}\frac{1*{{10}^{5}}}{2,7*{{10}^{25}}}\approx 5,6*{{10}^{-21}} Дж

Ответ: \displaystyle <{{E}_{k}}>\approx 5,6*{{10}^{-21}} Дж.

Ещё задачи на тему «Кинематические характеристики газа«.