Какова средняя кинетическая энергия молекулы, движущейся в поступательном направлении, в сосуде объемом 5 литров

Суть вопроса: Кинетическая энергия молекулы в газе

Разъяснение: Кинетическая энергия молекулы в газе является мерой её движения и определяется формулой:

E = (1/2) * m * v^2,

где E - кинетическая энергия, m - масса молекулы и v - скорость молекулы.

Для вычисления средней кинетической энергии молекулы, необходимо знать значение её скорости. Скорость же может быть выражена через давление, температуру и молярную массу газа в соответствии с формулой:

v = sqrt(3 * R * T / M),

где R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура в Кельвинах, а M - молярная масса газа.

Подставляя значение скорости v в формулу для кинетической энергии, получаем:

E = (1/2) * m * (sqrt(3 * R * T / M))^2,

E = (1/2) * m * (3 * R * T / M),

E = (3/2) * (R/M) * m * T.

Таким образом, формула для вычисления средней кинетической энергии молекулы записывается как:

E_ср = (3/2) * (R/M) * T,

где E_ср - средняя кинетическая энергия молекулы.

Доп. материал:
Для решения данной задачи, проверим значение универсальной газовой постоянной:
R = 8.31 Дж/(моль·К).
Также узнаем молярную массу водорода:
M = 2 г/моль.

Подставляя полученные значения в формулу для средней кинетической энергии молекулы, получаем:

E_ср = (3/2) * (8.31 Дж/(моль·К) / 2 г/моль) * T.

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется изучить основные законы физики газов и формулы, связанные с кинетической энергией молекул.

Упражнение:
Найдите среднюю кинетическую энергию молекулы поступательно движущегося аргонового газа при температуре 300 К. Молярная масса аргонового газа составляет 39.95 г/моль. Ответ приведите в Дж.