Какова кинетическая энергия < εп > поступательного движения водорода массой 10 г при температуре 280 К? И какова полная

Кинетическая энергия водорода в поступательном движении:
Для расчета кинетической энергии поступательного движения водорода, мы будем использовать формулу:
Eп = (1/2) * m * v^2
где Eп - кинетическая энергия, m - масса, v - скорость.

1. Начнем с расчета скорости.
Для этого воспользуемся формулой:
v = sqrt((3 * k * T) / m)
где k - постоянная Больцмана, T - температура в Кельвинах, m - масса.

В данной задаче:
m = 10 г = 0.01 кг (переводим граммы в килограммы)
T = 280 К
k = 1.38 * 10^-23 Дж/К (значение постоянной Больцмана)

Подставляя значения в формулу, получаем:
v = sqrt((3 * 1.38 * 10^-23 * 280) / 0.01) = 196.43 м/с

2. Теперь, используя найденное значение скорости, можем вычислить кинетическую энергию (Eп):
Eп = (1/2) * m * v^2 = (1/2) * 0.01 * (196.43)^2 ≈ 191.91 Дж.

Таким образом, кинетическая энергия водорода массой 10 г в поступательном движении равна приблизительно 191.91 Дж.

Полная кинетическая энергия всех молекул водорода:
Чтобы найти полную кинетическую энергию всех молекул водорода, мы должны умножить кинетическую энергию одной молекулы на общее число молекул в веществе.

3. Зная, что молярная масса водорода (H2) составляет приблизительно 2 г/моль,
можем вычислить количество молекул (n):
n = масса / молярная масса = 0.01 / 2 = 0.005 моль.

4. Далее, используя формулу:
Полная кинетическая энергия = Eп * n
Таким образом, полная кинетическая энергия всех молекул водорода:
Полная кинетическая энергия = 191.91 * 0.005 = 0.96 Дж.

В результате, полная кинетическая энергия всех молекул водорода равна 0.96 Дж.

Совет: Важно помнить, что при решении физических задач, необходимо внимательно следить за использованием правильных единиц измерения и точностью расчетов.

Практика: При температуре 300 К, масса водорода составляет 5 г. Вычислите кинетическую энергию поступательного движения этого водорода.

Тема вопроса: Кинетическая энергия

Пояснение:

Кинетическая энергия относится к энергии движущегося объекта и определяется формулой:

\[ \text{Кинетическая энергия} (K.E) = \frac{1}{2} mv^2 \]

Где \( m \) - масса объекта, а \( v \) - его скорость.

Для определения кинетической энергии поступательного движения водорода, мы должны знать его массу и скорость. Масса дана в задаче и равна 10 г.

Поскольку нам не дана скорость, нам нужно определить ее, используя формулу:

\[ v = \sqrt{\frac{{3 k T}}{{m}}} \]

Где \( k \) - постоянная Больцмана, \( T \) - температура в кельвинах, \( m \) - масса объекта.

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[ v = \sqrt{\frac{{3 \cdot 1.38 \times 10^{-23} \cdot 280}}{{10 \times 10^{-3}}}} \]

Решая эту формулу, получаем значение скорости \( v \) для водорода.

Далее, мы можем использовать полученное значение скорости, чтобы найти кинетическую энергию по формуле:

\[ K.E = \frac{1}{2} \cdot 0.01 \cdot v^2 \]

Также можно вычислить полную кинетическую энергию всех молекул вещества, зная число молекул \( N \) и кинетическую энергию одной молекулы \( K.E \):

\[ \text{Полная кинетическая энергия} = N \cdot K.E \]

Где \( K.E \) - значение, которое мы рассчитали, и \( N \) - число молекул.

Например:

У нас есть водород массой 10 г при температуре 280 К. Найдем кинетическую энергию поступательного движения водорода и полную кинетическую энергию всех молекул этого вещества.

Совет:

Для лучшего понимания концепции кинетической энергии, полезно знать основные принципы физики, связанные с движением и энергией. Закрепление материала может быть полезным через решение практических задач и проведение экспериментов.

Проверочное упражнение:

Найти кинетическую энергию поступательного движения водорода массой 5 г при температуре 400 К. Найти полную кинетическую энергию всех молекул этого вещества, если число молекул равно \( 2 \times 10^{23} \).