Какова средняя кинетическая энергия молекул гелия в поступательном движении при температуре 1200K? Число молекул газа

Кинетическая энергия молекул гелия в поступательном движении:
Чтобы найти среднюю кинетическую энергию молекул гелия в поступательном движении при данной температуре, мы можем использовать формулу:

E_avg = (3/2) * k * T,

где E_avg - средняя кинетическая энергия гелиевых молекул в поступательном движении, k - постоянная Больцмана (1,38 × 10^−23 Дж/К), T - абсолютная температура.

Подставляя данные в формулу:

E_avg = (3/2) * (1,38 × 10^−23 Дж/К) * 1200 K,

E_avg = 0,0033 Дж.

Ответ: Средняя кинетическая энергия молекул гелия в поступательном движении при температуре 1200K составляет 0,0033 Дж.

Количество молекул газа с заданной кинетической энергией:
Чтобы найти количество молекул гелия, имеющих среднюю поступательную кинетическую энергию величиной 1,6×10^−19 Дж, мы можем использовать формулу:

N = (n * N_A) / V,

где N - количество молекул гелия, n - количество вещества (в молях), N_A - постоянная Авогадро (6,022 × 10^23 молекул/моль), V - объем газа.

Подставляя данные в формулу:

N = (1,6×10^−19 Дж * 1 моль / 0,0033 Дж ) * (6,022 × 10^23 молекул/моль) ,

N ≈ 4,586 x 10^19 молекул гелия.

Ответ: Число молекул газа, имеющих среднюю поступательную кинетическую энергию величиной 1,6×10^−19 Дж, составляет приблизительно 4,586 x 10^19 молекул гелия.

Количество молекул, покинувших объем газа:
Чтобы найти количество молекул газа, покинувших объем при постоянной температуре, мы можем использовать модифицированную формулу идеального газа:

N = (P * V) / (R * T),

где N - количество молекул газа, P - давление газа, V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль * К)), T - абсолютная температура.

Подставляя данные в формулу:

N = (4,2 кПа * 10 л) / (8,314 Дж/(моль * К) * (27 + 273) К),

N ≈ 2,358 x 10^20 молекул газа.

Ответ: Количество молекул газа, покинувших объем при постоянной температуре, составляет примерно 2,358 x 10^20 молекул.

Объем занимаемый воздухом при заданном давлении:
Чтобы найти объем, занимаемый воздухом при заданном давлении, мы можем использовать формулу идеального газа:

V = (n * R * T) / P,

где V - объем газа, n - количество вещества (в молях), R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль * К)), T - абсолютная температура, P - давление газа.

Подставляя данные в формулу:

V = (1 моль * 8,314 Дж/(моль * К) * (27 + 273) К) / (1 МПа),

V ≈ 2,563 литра.

Ответ: Объем занимаемый воздухом при давлении 1 МПа составляет примерно 2,563 литра.