В сосуде находится газ при температуре 273 К. Определите среднюю кинетическую энергию хаотического движения...

Определение средней кинетической энергии хаотического движения молекул газа можно осуществить с помощью уравнения, которое связывает температуру газа с кинетической энергией его молекул. Согласно кинетической теории газов, средняя кинетическая энергия одной молекулы идеального газа определяется уравнением:

[ \langle E_k \rangle = \frac{3}{2} k_B T ]

где:

• ( \langle E_k \rangle ) — средняя кинетическая энергия одной молекулы,
• ( k_B ) — постоянная Больцмана (( k_B \approx 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К} )),
• ( T ) — абсолютная температура газа в кельвинах (К).

В данном случае температура газа ( T = 273 \, \text{К} ). Подставим значения в формулу:

[ \langle E_k \rangle = \frac{3}{2} \cdot 1.38 \times 10^{-23} \, \text{Дж/К} \cdot 273 \, \text{К} ]

Выполним вычисления:

[ \langle E_k \rangle = \frac{3}{2} \cdot 1.38 \times 10^{-23} \cdot 273 ] [ \langle E_k \rangle = 2.07 \times 10^{-21} \, \text{Дж} ]

Итак, средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа при температуре 273 К составляет приблизительно ( 2.07 \times 10^{-21} \, \text{Дж} ).

Этот результат показывает, насколько мала энергия отдельной молекулы, что вполне ожидаемо, учитывая масштаб атомных и молекулярных процессов.

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа может быть определена с использованием формулы для средней кинетической энергии идеального газа:

E = (3/2)kT

где E - средняя кинетическая энергия молекул газа, k - постоянная Больцмана (1.38 x 10^-23 Дж/К), T - температура в Кельвинах.

Подставляя данные из условия (T = 273 К) в формулу, получаем:

E = (3/2) 1.38 x 10^-23 Дж/К 273 K = 5.535 x 10^-21 Дж

Таким образом, средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа при температуре 273 К составляет 5.535 x 10^-21 Дж.