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:

$⟨E_k⟩=\frac{3}{2}{k}_{B}T$

где:

• $⟨E_k⟩$ — 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:

$⟨E_k⟩=\frac{3}{2}\cdot 1.38\times {10}^{-23}\text{Дж/К}\cdot 273\text{К}$

Выполним вычисления:

$⟨E_k⟩=\frac{3}{2}\cdot 1.38\times {10}^{-23}\cdot 273$ $⟨E_k⟩=2.07\times {10}^{-21}\text{Дж}$

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 $1.38x{10}^{-}23Дж/К$, T - температура в Кельвинах.

Подставляя данные из условия $T=273К$ 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.