Какова средняя кинетическая энергия одного атома гелия в колбе, содержащей 5•1025 атомов, при давлении 105Па и объеме

Тема урока: Кинетическая энергия атома гелия в колбе

Описание:
Кинетическая энергия одного атома гелия можно вычислить, используя классическую формулу кинетической энергии: K = (1/2)mv^2, где K - кинетическая энергия, m - масса атома и v - скорость атома.

Однако, для данной задачи нам необходимо знать дополнительную информацию, такую как давление и объем колбы. Для этого мы можем использовать идеальный газовый закон: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество молей идеального газа, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Для решения проблемы нам необходимо узнать количество молей гелия в колбе. Для этого мы можем использовать формулу: n = N/N_A, где n - количество молей, N - количество атомов и N_A - число Авогадро.

Применяя эти формулы, мы можем вычислить среднюю кинетическую энергию одного атома гелия с использованием следующего выражения: K = (3/2)kT, где K - кинетическая энергия, k - постоянная Больцмана и T - температура.

Демонстрация:
Допустим, у нас есть колба с гелием, содержащая 5•1025 атомов, при давлении 105 Па и объеме колбы. Мы хотим вычислить среднюю кинетическую энергию одного атома гелия.

1. Сначала найдем количество молей гелия, используя формулу n = N/N_A:
n = 5•1025 / 6.022•1023 = 8.31 моль

2. Затем мы можем использовать идеальный газовый закон, чтобы найти температуру:
PV = nRT
T = PV / (nR)

3. Подставим значения и рассчитаем температуру:
T = (105 Па) * V / (8.31 моль * 8.314 Дж/моль∙К) = Подставьте значение конкретного объема колбы

4. Наконец, используя формулу K = (3/2)kT, мы можем найти кинетическую энергию:
K = (3/2) * (1.38•10^-23 Дж/К) * T

Совет:
- В данной задаче важно быть внимательным при использовании единиц измерения. Убедитесь, что все значения выражены в соответствующих единицах (например, Па для давления, моль для количества молей и К для температуры).
- Определитесь с объемом колбы в соответствующих единицах измерения.

Задание для закрепления:
У колбы с аргоном давление составляет 1,2 × 106 Па. Объем колбы составляет 10 л. Сколько средней кинетической энергии на один аргоновый атом в колбе при данном давлении и объеме?